Den nye energiindustrien akselererer oppgraderingen, og bruksverdien av keramiske deler i elektrifisering og elektriske-høyspente felt fortsetter å øke.

Med den raske utviklingen av nye energikjøretøyer, energilagring, solcelleanlegg, hydrogenenergi og høy-kraftkraftelektronikkteknologi, har nytt energiutstyr stilt høyere krav til høy-temperaturmotstand, isolasjon, korrosjonsmotstand, mekanisk styrke og dimensjonsstabilitet til materialer. Med sin utmerkede elektriske isolasjon, høye temperaturmotstand, korrosjonsmotstand, lave dielektriske tap og gode dimensjonsstabilitet, går keramiske materialer ytterligere inn i bruksscenarier som strømbatterier, elektriske drivsystemer, høyspenningselektriske, energilagringsomformere og ny energikraftelektronikk fra tradisjonelle industrifelt.

 

Sammenlignet med metallmaterialer er ingeniørkeramikk vanligvis i stand til å opprettholde relativt stabil ytelse under høy temperatur, høy spenning, høy frekvens og komplekse kjemiske miljøer. Derfor spiller de nøkkelfunksjoner som isolasjon, isolasjon, strukturell støtte, termisk styring og elektrisk beskyttelse i noe nytt energiutstyr. Ettersom krafttettheten til nye energisystemer fortsetter å øke, strekker bruksomfanget til keramiske deler seg også fra enkeltisolerende komponenter til presisjonsstrukturelle deler og funksjonelle komponenter.

 

 

 

Strømbatteriet er et av de viktigste kjernesystemene til nye energikjøretøyer. Arbeidsmiljøet involverer høy spenning, stor strøm, temperaturendringer og-langsiktig mekanisk vibrasjon, så det stiller strenge krav til elektrisk isolasjon og termisk sikkerhet. Inne i batteriet kan keramiske materialer delta i sikkerhetsbeskyttelse i ulike former som belegg, separatorer, isolerende konstruksjonsdeler og tetningsdeler.

 

Keramiske-belagte membraner er en av de mer representative bruksområdene. Ved å introdusere uorganiske keramiske partikler som alumina og boehmitt på overflaten av polyolefin-basefilmen, kan dimensjonsstabiliteten og varmebestandigheten til separatoren under høye temperaturforhold forbedres. Når batteriet har høy temperatur eller under unormale driftsforhold, kan det keramiske belegget redusere risikoen for betydelig krymping av separatoren, og dermed gi mer stabile isolasjonsforhold mellom de positive og negative elektrodene.

 

I høyspenningsbatterisystemer kan keramiske isolatorer også brukes til elektrisk isolasjon mellom elektroder, terminaler og andre ledende strukturer. For eksempel må EV Fuse Ceramic Body møte isolasjonsytelsen, mekanisk styrke og viss termisk stabilitet på samme tid. Materialegenskapene vil direkte påvirke driftssikkerheten til høyspenningsbeskyttelseskomponenter under unormale strømforhold.

 

Ettersom spenningsplattformen til nye energikjøretøyer gradvis utvikler seg til 800V og høyere, fortsetter spenningsbelastningen som utholdes av høyspente elektriske beskyttelseskomponenter å øke. Keramiske strukturelle deler som Ceramic Body for EV Fuse må oppnå pålitelig isolasjon på begrenset plass samtidig som den tåler det termiske sjokket og den mekaniske påkjenningen som genereres under smelteprosessen. Derfor har materialformulering, sintringsprosess og dimensjonsnøyaktighet blitt viktige faktorer i produktdesign.

 

 

Høyspentbeskyttelsessystemer i nye energikjøretøyer og energilagringsutstyr trenger vanligvis raskt å kutte strømmen under unormale forhold som kortslutning og overbelastning. Som en viktig overstrømsbeskyttelseskomponent spiller de interne keramiske komponentene i sikringene ikke bare en isolerende rolle, men må også matches med smelte- og fyllmaterialer for å fullføre lysbueslukking, varmeisolasjon og strukturell støtte.

 

I tradisjonelt lavspennings- og industrielt elektrisk utstyr har keramiske rør, keramiske foringer og keramiske foringsrør allerede et relativt modent bruksgrunnlag. Med utviklingen av høyspentsystemer for nye energikjøretøyer, oppgraderes keramiske materialer ytterligere til høyspenning, kompakthet og høy pålitelighet. For eksempel må Alumina Ceramic Tube for High Voltage EV Fuse ta hensyn til høy dielektrisk styrke, mekanisk styrke og varmebestandighet for å tilpasse seg det komplekse arbeidsmiljøet i høyspenningskretsen til nye energikjøretøyer.

 

Alumina-keramikk er et av de vanlige tekniske keramiske materialene i høyspenningssikringer-. Den har høy isolasjonsstyrke, varmebestandighet og kjemisk stabilitet, og kan gjøres til rørformede, hylselignende- eller spesielle-formede strukturer gjennom sintringsprosessen. Al2O3 aluminiumoksyd keramisk rør for høy-spenningssikring kan brukes som en isolerende og strukturell støttekomponent i høyspenningsbeskyttelsesenheter for å gi stabil isolasjon for forskjellige ledende områder inne i sikringen.

 

For hjelpekretser for biler og høyspenningstilbehørssystemer, må keramiske hus også tilpasse seg mer kompleks installasjonsplass og krav til mekanisk tilkobling. Et keramisk karosseri for en elektrisk kjøretøys hjelpesikring er en slik applikasjon. Designet må ikke bare ta hensyn til isolasjonsavstanden, men må også vurdere dimensjonstoleranser, monteringsmetoder, temperaturøkning og langsiktig pålitelighet.

 

 

 

Nye elektriske drivsystemer for energibiler utvikler seg mot høy hastighet, høy effekttetthet og høy effektivitet. Motorer, vekselrettere og relaterte kraftmoduler har vært utsatt for høy-svitsjing og temperaturendringer i lang tid, og tradisjonelle materialer kan gradvis begrenses når det gjelder isolasjon, varmebestandighet og slitestyrke.

 

Keramiske lagre er en representativ anvendelse i elektriske drivsystemer. Strukturell keramikk som silisiumnitrid har egenskapene lav tetthet, høy hardhet, god slitestyrke og utmerkede elektriske isolasjonsegenskaper. De kan redusere mekanisk friksjon i høyhastighets-motormiljøer og redusere risikoen for elektrisk korrosjon forårsaket av akselstrømmer.

 

For elektriske drivsystemer som bruker krafthalvledere av silisiumkarbid, er strømbryterfrekvensen og svitsjehastigheten ytterligere økt, noe som gjør at systemet har satt strengere krav til isolasjonsmaterialer og emballasjestrukturer. Keramiske substrater kan gi pålitelig elektrisk isolasjon mellom ledende strukturer og varmeavledningsstrukturer mens de utfører varmeledningsoppgaver, noe som gjør dem til et viktig grunnmateriale for høy-effekt-elektroniske kraftmoduler.

 

I tillegg til det keramiske underlaget inne i det elektriske drivsystemet, må høyspenningssikringskomponenter også ha en stabil isolasjonsstruktur. For eksempel må det keramiske huset for overbelastnings- og kortslutningssikring opprettholde god isolasjon under normale driftsforhold og tåle store forbigående termiske påkjenninger under overbelastnings- eller kortslutningsbeskyttelse.

 

 

Krafthalvlederenheter i nye energikjøretøyer, energilagringsomformere og fotovoltaiske omformere genererer en stor mengde varme under drift. Etter hvert som systemets effekttetthet øker, har varmespredning blitt en av de viktige faktorene som begrenser ytelsen til kraftenheter.

 

Keramiske underlag kan gi både elektrisk isolasjon og varmeledningsfunksjoner, så de er mye brukt i kraftmodulemballasje.

 

Materialer som aluminiumoksid og aluminiumnitrid har forskjellige varmeledningsegenskaper og kostnadsegenskaper, og kan velges basert på driftsspenning, effektnivå, krav til termisk motstand og produksjonskostnad.

 

Blant dem har aluminiumnitrid høy varmeledningsevne og lav termisk ekspansjonskoeffisient, og har høy bruksverdi innen høy-elektronisk emballasje. Når keramiske materialer kombineres med metallledere som kobber, kan de danne en komposittstruktur med ledende, varmesprednings- og isolasjonsfunksjoner, noe som gir et stabilt innpakningsgrunnlag for halvlederenheter med brede-båndgap som SiC.

 

Når det gjelder ny energibeskyttelse, kan keramiske materialer for DC Automotive Fuses utnytte varmemotstanden og isolasjonsegenskapene til keramiske materialer for å gi stabil strukturell støtte for DC-sikringer for biler. Ettersom kraften til likestrøms-høyspenningskretser til nye energikjøretøyer fortsetter å øke, må relaterte keramiske deler ytterligere forbedre deres termiske støtmotstand, mekaniske styrke og dimensjonsstabilitet.

 

 

Energilagringssystemer trenger vanligvis å fungere i lang tid og kan være i komplekse miljøer som høy temperatur, lav temperatur, fuktighet, støv osv. Energilagringsomformere, DC-strømdistribusjonsutstyr, batteristyringssystemer og høyspenningsbeskyttelsessystemer har alle høy etterspørsel etter isolasjonsmaterialer.

 

I energilagringsomformere og omformere kan keramiske substrater koble sammen kraftenheter og varmeavledningssystemer, og sikre elektrisk isolasjon samtidig som den raskt leder varmen som genereres av enhetene. For høyfrekvente svitsjsystemer påvirker de dielektriske egenskapene til keramiske materialer også parasittiske parametere og signalintegritet, så materialvalg må evalueres grundig i forbindelse med hele kraftelektronikksystemet.

 

I sikringsapplikasjoner kan Insulating Electrical Steatite Ceramic Fused Body dra fordel av den gode elektriske isolasjons- og varmebestandighetsegenskapene til materialer som steatittporselen som skal brukes til isolasjon og strukturell støtte for spesifikke elektriske beskyttelsesenheter. Ulike keramiske systemer har forskjellige dielektriske styrker, mekaniske egenskaper, termiske ekspansjonskoeffisienter og prosesseringsegenskaper, så det faktiske utvalget må bestemmes grundig basert på spenning, strøm, temperatur og mekanisk belastning.

 

 

 

Den fotovoltaiske omformeren er en viktig enhet som kobler sammen det solcelleanlegget og strømnettet. Den inneholder et stort antall krafthalvledere, filterenheter og elektriske-høyspenningskomponenter. Ettersom strømnivåene til solcelleanlegg fortsetter å øke, blir termisk styring og isolasjonsdesign i utstyret viktigere.

 

Det keramiske kobber-belagte substratet kan realisere strømoverføring gjennom metalllaget og bruke det keramiske dielektrikumet for å oppnå elektrisk isolasjon, samtidig som det raskt overfører varmen som genereres av kraftenheten til varmeavledningsstrukturen. For IGBT, SiC MOSFET og andre enheter med høy-effekt, vil den termiske ledningsevnen, termisk ekspansjonstilpasning og isolasjonsytelsen til emballasjematerialet direkte påvirke den langsiktige påliteligheten til modulen.

 

Samtidig spiller høyspentsikringer og deres keramiske strukturer også en rolle i sidebeskyttelse av fotovoltaisk likestrøm. Det keramiske huset til Fuse Link kan gi et isolerende hus og mekanisk støtte for sikringselementet og motstå tilsvarende termisk og mekanisk påkjenning under feilavskjæringsprosessen.-

 

 

Alumina keramikk har et modent industriell produksjonsgrunnlag. Materialsystemet er stabilt, kostnadene er relativt kontrollerbare, og det kan produsere komplekse strukturer gjennom forskjellige støpe- og sintringsprosesser. Derfor har den et bredt spekter av bruksområder innen ny energi og elektriske apparater.

 

I nye høyspenningssikringer for energikjøretøyer kan Alumina Ceramic Insulator Tube for Fuse brukes til isolasjon og isolasjon mellom forskjellige ledende deler. For bilbeskyttelsessystemer med høyere spenningsnivåer, må keramiske rør også oppfylle omfattende krav som krypeavstand, elektrisk klaring, motstand mot termisk støt og mekanisk montering.

 

For høyspenningssikringer til biler påvirker materialrenheten også de dielektriske egenskapene og den mekaniske stabiliteten til produktet. Det spesifikke materialsystemet må tilpasses i henhold til arbeidsspenning, temperatur, strukturell størrelse og produksjonsprosess.

 

Med utviklingen av høyspenningsplattformer for biler, har miljøet som Alumina Ceramic Tube for High-Voltage Automotive Fuse møter blitt mer komplekst, inkludert høy-svitsjing, strømstøt, temperatursykluser og mekaniske vibrasjoner. Derfor er det ikke nok å bare forbedre isolasjonsstyrken til keramiske materialer for å oppfylle kravene. Det er også nødvendig å optimalisere den keramiske formelen, sintringstettheten, dimensjonsnøyaktigheten og den strukturelle designen.

 

 

Den intelligente utviklingen av nytt energiutstyr har også drevet bruken av keramiske sensorer og funksjonelle keramiske materialer. Materialer som zirkoniumoksid, piezoelektrisk keramikk og ferritt kan bruke sine spesielle elektriske, termiske og mekaniske egenskaper for å oppdage parametere som temperatur, trykk, gasskonsentrasjon og strøm.

 

I høye-temperaturmiljøer har keramiske materialer god termisk stabilitet og kan brukes i sensorbeskyttelsesstrukturer og sensitive komponenter. Noen keramiske materialer har også piezoelektriske, dielektriske eller magnetoelektriske konverteringsegenskaper og kan brukes i sensorsystemer i nye energikjøretøyer, industriell kontroll og smart kraftutstyr.

 

Med den kontinuerlige utviklingen av autonom kjøring, batteristyring og energilagringsovervåkingssystemer, fortsetter kravene til lang-stabilitet, anti-miljøinterferens og dimensjonsnøyaktighet for sensorer å øke, noe som også fremmer utviklingen av funksjonell keramikk i retning av presisjon og integrasjon.

 

 

 

Nytt energiutstyr trenger vanligvis å fungere kontinuerlig i mange år, så keramiske deler kan ikke bare oppfylle innledende ytelsesindikatorer, men må også ha god-pålitelighet. Materialvalg, støpeprosess, sintringsprosess, overflatebehandling og dimensjonskontroll har alle innvirkning på den endelige ytelsen.

 

For isolasjonskeramikk med høy-spenning er det nødvendig å fokusere på indikatorer som dielektrisk styrke, volumresistivitet, krypeavstand og delvis utladning. For keramiske konstruksjonsdeler utsatt for mekaniske belastninger, er det nødvendig å fokusere på evaluering av bøyestyrke, bruddseighet, termisk sjokkytelse og monteringsbelastning.

 

I tillegg er forskjellen i termisk ekspansjonskoeffisient mellom keramikk og metaller også en viktig sak som må vurderes i ingeniørdesign. Når utstyr gjennomgår hyppige høy- og lavtemperatursykluser, kan det utvikles termisk stress mellom ulike materialer. Hvis den strukturelle designen og materialtilpasningen ikke er rimelig, kan langsiktig-sykling føre til sprekker i grensesnittet, delaminering og til og med isolasjonssvikt.

 

Derfor, under utviklingsprosessen av høyspenningsisolasjonskomponenter som isolerte keramiske rør i EV-sikringer, er det nødvendig å utføre omfattende design fra flere dimensjoner av materiale, struktur, produksjon og verifisering, og produktpålitelighet kan ikke bedømmes ved å stole utelukkende på en enkelt materialytelsesindeks.
 

 

For øyeblikket endrer den nye energiindustrien seg fra å bare utvide den installerte kapasiteten til å forbedre strømtettheten, systemeffektiviteten og driftssikkerheten. Nye energikjøretøyer utvikler seg mot 800V høyspenningsplattformer, energilagringssystemer oppgraderes mot høyere effekt og lengre levetid, og fotovoltaiske omformere fortsetter å forbedre konverteringseffektiviteten og strømtettheten. Disse endringene har fremsatt nye tekniske krav til keramiske materialer.

 

I fremtiden vil utviklingen avnye energikeramiske delervil vie mer oppmerksomhet til samarbeidsoptimalisering av materialytelse og strukturell design. På den ene siden er det nødvendig å utvikle keramiske materialer med høyere termisk ledningsevne, høyere dielektrisk styrke og bedre ytelse som matcher termisk ekspansjon; på den annen side er det også nødvendig å forbedre produktets dimensjonskonsistens og batchstabilitet gjennom presisjonsstøping, avansert sintring og automatisert inspeksjon.

 

Samtidig vil bruken av keramiske deler gradvis utvides fra tradisjonelle isolasjonshylser, foringsrør og underlag til høyspenningsforbindelser, strømmodulemballasje, sensorer, sikringer og presisjonsstrukturelle deler av nytt energiutstyr. For høyspenningssikringer vil keramiske materialer fortsatt være et viktig materialsystem i nye energikjøretøyer og beskyttelsessystemer for energilagring på grunn av deres omfattende fordeler innen isolasjon, varmebestandighet og strukturell støtte.

 

Generelt sett, selv om keramiske deler vanligvis ikke deltar direkte i energikonvertering, utfører de nøkkelfunksjoner som isolasjon, varmeavledning, beskyttelse, støtte og pålitelig tilkobling. Med den kontinuerlige utviklingen av nye energikjøretøyer, energilagring, fotovoltaikk og høyspenningskraftelektronikkteknologier, forvandles keramiske materialer fra tradisjonelle hjelpematerialer til viktige basismaterialer som påvirker sikkerheten, effektiviteten og levetiden til nytt energiutstyr.

 

I fremtiden vil keramisk teknologiinnovasjon sentrert på høy pålitelighet, høy varmeledningsevne, høy isolasjon, lettvekt og presisjonsproduksjon fremme utviklingen av nytt energiutstyr mot høy effekttetthet, høy effektivitet og langsiktig pålitelig drift.