Applicazione della ceramica nei veicoli a nuova energia

Con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, di ricarica rapida ad alta-tensione e di sistemi di stoccaggio dell'energia, i materiali ceramici, con il loro eccellente isolamento, resistenza alle alte-temperature, resistenza meccanica e stabilità chimica, stanno diventando materiali funzionali chiave nella nuova catena industriale dell'energia. Dalle batterie di alimentazione e dai sistemi di controllo elettronico ai dispositivi di protezione dall'alta-tensione, la ceramica avanzata sta svolgendo un ruolo sempre più importante nel migliorare la sicurezza, la stabilità e la leggerezza dei sistemi. Soprattutto in ambienti ad alta-tensione, alta-frequenza e carico di-calore-elevato, i materiali ceramici sono diventati uno dei materiali di base essenziali per i componenti principali dei veicoli a nuova energia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nei sistemi di azionamento elettrico dei veicoli a nuova energia, l’applicazione dei dispositivi di potenza SiC sta crescendo rapidamente. Rispetto ai tradizionali dispositivi basati su silicio-, i MOSFET SiC hanno un'efficienza di commutazione più elevata, una minore perdita di energia e prestazioni superiori alle alte-temperature, migliorando efficacemente la portata del veicolo e la densità di potenza. Tuttavia, allo stesso tempo, i dispositivi SiC impongono requisiti più elevati in termini di dissipazione del calore e isolamento, evidenziando così la crescente importanza dei substrati ceramici ad alta conduttività termica. I substrati rivestiti in rame ceramico- costituiti da materiali come nitruro di silicio e allumina non solo possiedono eccellenti proprietà di conduttività termica e isolamento, ma raggiungono anche un adattamento al coefficiente di espansione termica del chip, riducendo l'impatto dello stress termico sulla durata del dispositivo. I materiali ceramici di allumina, rappresentati per il 95% da ceramica di allumina, sono ampiamente utilizzati nei moduli di potenza e nei componenti elettronici ad alta-tensione dei veicoli a nuova energia grazie alle loro prestazioni di elaborazione mature e alle proprietà elettriche stabili.

 

I sistemi ad alta-tensione dei veicoli a nuova energia impongono requisiti estremamente elevati alle prestazioni di sicurezza dei componenti di protezione come relè e fusibili. Negli ambienti CC ad alta-tensione, le capacità di controllo dell'arco e di isolamento influiscono direttamente sulla sicurezza dell'intero veicolo. I materiali ceramici, con la loro eccellente resistenza alle alte-temperature e capacità di isolamento, sono ampiamente utilizzati nei relè ad alta-tensione, nelle camere di estinzione dell'arco- a vuoto e nelle strutture dei fusibili ad alta-tensione. Soprattutto nel campo dei fusibili ad alta-tensione, i "fusibili in ceramica per veicoli elettrici e ibridi" sono diventati un componente importante dei nuovi sistemi di protezione energetica. Il guscio in ceramica può resistere efficacemente agli impatti ad arco ad alta-temperatura e mantenere la stabilità strutturale in condizioni di corto-circuito, ottenendo così una disconnessione rapida e una protezione sicura.

 

Attualmente, la domanda di fusibili ad alta-tensione da parte di nuovi veicoli energetici e sistemi di stoccaggio dell'energia continua a crescere. Il miglioramento delle piattaforme ad alta-tensione, della capacità del pacco batteria e lo sviluppo della tecnologia di ricarica-rapida stanno spingendo ulteriormente l'aggiornamento dei componenti dei fusibili ceramici. I tubi in ceramica per fusibili ad alta-tensione sono ampiamente utilizzati nei principali sistemi di protezione dei circuiti dei veicoli a nuova energia grazie alle loro caratteristiche, come resistenza agli shock termici, isolamento stabile ed elevata resistenza meccanica. Nel frattempo, i tubi in ceramica per fusibili CC per veicoli elettrici mostrano eccellenti prestazioni di estinzione dell'arco-in scenari di protezione CC ad alta-tensione, soddisfacendo i requisiti dei sistemi ad alta-tensione dei veicoli a nuova energia per una disconnessione rapida e una protezione stabile.

 

Nell'applicazione di nuovi fusibili energetici con standard diversi, i componenti strutturali in ceramica si stanno gradualmente sviluppando in segmenti specializzati. Ad esempio, i tubi in ceramica per fusibili standard britannici per veicoli elettrici e i tubi in ceramica per serie EV BS vengono utilizzati principalmente in prodotti di protezione ad alta-tensione per veicoli a nuova energia conformi agli standard britannici; I tubi in ceramica per fusibili per caricatori di veicoli elettrici sono ampiamente utilizzati nei componenti di protezione ad alta-tensione nelle pile di ricarica e nei sistemi di ricarica-a bordo. Con le crescenti richieste di standardizzazione nel mercato globale della nuova energia, i componenti strutturali dei fusibili ceramici si stanno sviluppando verso una maggiore affidabilità, standardizzazione e modularità.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oltre al settore dei nuovi veicoli energetici, anche i sistemi di accumulo dell’energia stanno guidando la crescita della domanda di materiali ceramici avanzati. Nei convertitori di accumulo dell'energia, nella protezione dei gruppi di batterie e nei sistemi di accumulo dell'energia fotovoltaica, i fusibili ad alta-tensione devono resistere a correnti elevate e ambienti con shock termico elevato per periodi prolungati, ponendo quindi requisiti più elevati all'isolamento e alla resistenza al calore dell'alloggiamento in ceramica. I corpi ceramici dei fusibili per l'accumulo di energia sono diventati componenti strutturali cruciali, mantenendo stabilità meccanica e prestazioni di isolamento in condizioni operative complesse. Nel frattempo, sta aumentando anche l'applicazione di corpi ceramici con fusibili per l'accumulo di energia fotovoltaica e corpi ceramici con fusibili per l'accumulo di energia fotovoltaica nei sistemi di accumulo dell'energia fotovoltaica, in particolare nelle nuove centrali elettriche, negli armadi di accumulo dell'energia e nei sistemi combinatori CC.

 

Nelle nuove strutture di fusibili ad alta-tensione per l'energia, i corpi in ceramica per le serie di fusibili imbullonati sono ampiamente utilizzati nei prodotti con fusibili ad alta-tensione imbullonati. Questi componenti strutturali in ceramica non solo necessitano di eccellenti prestazioni di isolamento, ma devono anche mantenere una resistenza meccanica stabile e una precisione dimensionale in caso di impatto con corrente elevata. I fusibili per veicoli elettrici in ceramica di allumina per collegamenti imbullonati soddisfano ulteriormente i requisiti di resistenza alla tensione e di affidabilità delle strutture di connessione ad alta-tensione nei veicoli a nuova energia, svolgendo un ruolo vitale nei sistemi di protezione delle connessioni ad alta-tensione.

 

Con il continuo aumento della densità di potenza dei nuovi sistemi energetici, i fusibili ad alta-rapidità vengono sempre più utilizzati nella protezione elettronica di potenza. I corpi in ceramica per fusibili ad alta-velocità, grazie alla loro capacità di adattarsi ad ambienti ad alta-frequenza, alta-corrente e-a fusione rapida, sono ampiamente utilizzati nei sistemi PCS di accumulo di energia, nei sistemi di azionamento elettrico e nelle apparecchiature di conversione industriale. Inoltre, sta crescendo anche l’applicazione di corpi ceramici per l’accumulo di energia nei sistemi di batterie di accumulo di energia, poiché la loro elevata stabilità migliora efficacemente il livello di sicurezza generale dei sistemi di accumulo di energia.

 

Le batterie per veicoli a nuova energia hanno requisiti estremamente elevati in termini di prestazioni di tenuta e isolamento, portando ad un graduale aumento dell'applicazione di materiali ceramici nelle strutture di collegamento di tenuta delle batterie. I connettori sigillati in ceramica possiedono eccellenti proprietà di isolamento elettrico, resistenza alla corrosione degli elettroliti ed elevata resistenza meccanica, migliorando efficacemente le prestazioni di sicurezza delle batterie di alimentazione in ambienti ad alta-temperatura e alta-pressione. Nel frattempo, la tecnologia dei separatori rivestiti in ceramica- è diventata una delle soluzioni chiave per migliorare la sicurezza delle batterie al litio. Rivestendo la superficie del separatore con materiali ceramici inorganici come l'allumina, è possibile migliorare efficacemente la resistenza al calore e la stabilità dimensionale del separatore, riducendo così il rischio di fuga termica e aumentando la durata del ciclo della batteria.

 

Nei sistemi motore dei veicoli a nuova energia, anche l'applicazione di cuscinetti in ceramica sta diventando sempre più comune. Rispetto ai tradizionali cuscinetti in acciaio, i cuscinetti in ceramica possiedono una densità inferiore, una maggiore durezza e proprietà di isolamento superiori, riducendo efficacemente l'elettrocorrosione in ambienti operativi ad alta-velocità. Soprattutto nei motori ad alta-velocità, i cuscinetti a sfere in ceramica possono ridurre le perdite per attrito e migliorare l'efficienza del sistema. Inoltre, i dischi freno in composito di carbonio-ceramica, grazie alla loro leggerezza, alla resistenza alle alte-temperature e all'usura, stanno diventando un'importante direzione di sviluppo per i sistemi frenanti ad alte-prestazioni nei veicoli a nuova energia.

 

Con il continuo aggiornamento dei nuovi veicoli energetici, dei sistemi di accumulo dell’energia e delle industrie delle reti intelligenti, i materiali ceramici avanzati si stanno gradualmente evolvendo da materiali ausiliari tradizionali a materiali funzionali di base. Che si tratti del corpo in ceramica per fusibili automobilistici, del tubo in ceramica per fusibili per l'accumulo di energia o del corpo in ceramica steatite per fusibili per veicoli elettrici, tutti questi elementi svolgono un ruolo sempre più importante nei sistemi di protezione ad alta-tensione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nel frattempo, sono stati sviluppati componenti strutturali ceramici specializzati per sistemi di accumulo dell'energia fotovoltaica, come ad esempioCorpi in Ceramica per Fusibili Fotovoltaici Serie Bussmann, stanno promuovendo ulteriormente il miglioramento della sicurezza dei nuovi sistemi energetici.

 

In futuro, con le tendenze sempre più profonde dell’alta tensione, dell’intelligenza e della leggerezza, i materiali ceramici avanzati avranno prospettive di sviluppo ancora più ampie nei veicoli a nuova energia e nella nuova industria energetica. Il continuo miglioramento dell'elevata affidabilità, dell'elevato isolamento e della resistenza alle alte temperature promuoverà ulteriormente l'applicazione approfondita dei materiali ceramici nelle batterie di alimentazione, nei fusibili ad alta-tensione, nei moduli di alimentazione e nei sistemi di accumulo dell'energia, rendendoli un materiale di base importante e insostituibile nella nuova catena industriale dell'energia.