U području vozila na nove izvore energije (EV, PHEV, HEV), izbor materijala za visokonaponske kabele ključan je za sigurnost, trajnost i performanse vozila. Umreženi polietilen (XLPE) i silikonska guma dva su najčešća izolacijska materijala, ali imaju značajne razlike u performansama na visokim temperaturama, izolacijskim svojstvima, mehaničkoj čvrstoći i još mnogo toga.
Sveukupno, obojeXLPEi silikonska guma se široko koriste u kablovima za unutrašnjost automobila. Dakle, koji je materijal prikladniji za visokonaponske kablove u vozilima s novom energijom?
Zašto visokonaponski kabeli za vozila s novim izvorima energije zahtijevaju visokoučinkovite izolacijske materijale?
Visokonaponski kabeli u vozilima s novim izvorima energije uglavnom se koriste za baterijski sklop, motor, elektronički upravljački sustav i sustav punjenja, s radnim naponima u rasponu od 600 V do 1500 V ili čak i više.
To zahtijeva da kabeli imaju:
1) Izvrsne izolacijske performanse za sprječavanje električnog kvara i osiguranje sigurnosti.
2) Izvanredna otpornost na visoke temperature kako bi se izdržale teške radne uvjete i spriječila degradacija izolacije.
3) Jaka otpornost na mehanička naprezanja, savijanje, vibracije i habanje.
4) Dobra kemijska otpornost na koroziju za prilagodbu složenim okruženjima i produljenje vijeka trajanja.
Trenutno se za izolacijske slojeve visokonaponskih kabela u vozilima s novim izvorima energije prvenstveno koristi XLPE ili silikonska guma. U nastavku ćemo detaljno usporediti ova dva materijala.
Iz tablice se vidi da XLPE ima bolje rezultate u pogledu otpornosti na napon, mehaničke čvrstoće, otpornosti na starenje i kontrole troškova, dok silikonska guma ima prednosti u otpornosti na visoke temperature i fleksibilnosti.
Zašto je XLPE preferirani materijal za visokonaponske kabele u vozilima s novim izvorima energije?
1) Jače izolacijske performanse: XLPE izolacijski materijal ima veću dielektričnu čvrstoću (≥30kV/mm), što ga čini otpornijim na rizike električnih proboja u okruženjima visokog napona u usporedbi sa silikonskom gumom. Osim toga, XLPE izolacijski materijal ima niske dielektrične gubitke, što osigurava stabilne dugoročne performanse, što ga čini prikladnim za nove energetske sustave vozila.
2) Bolja mehanička svojstva: Tijekom vožnje, vibracije karoserije vozila mogu izazvati mehaničko naprezanje kabela. XLPE ima veću vlačnu čvrstoću, bolju otpornost na habanje i vrhunsku otpornost na rezanje, što ga čini prikladnijim za dugotrajnu upotrebu i smanjuje troškove održavanja u usporedbi sa silikonskom gumom.
3) Bolja otpornost na starenje: XLPE izolacijski materijal ima izvrsnu otpornost na starenje uzrokovano utjecajem vodenog stabla, osiguravajući stabilnost kabela u okruženjima s visokom vlažnosti i jakim električnim poljem. To je ključno za vozila s novim izvorima energije, posebno u primjenama s visokim opterećenjem kao što su visokonaponske baterije i sustavi brzog punjenja.
4) Umjerena fleksibilnost za ispunjavanje zahtjeva ožičenja: U usporedbi sa silikonskom gumom, XLPE nudi umjerenu fleksibilnost, uravnotežujući fleksibilnost ožičenja i mehaničku čvrstoću. Izvrsno se ponaša u primjenama kao što su visokonaponski kabeli u vozilima, upravljački vodovi motora i spojevi baterijskih sklopova.
5) Isplativija: XLPE je isplativiji od silikonske gume, što podržava masovnu proizvodnju. Postao je glavni materijal za visokonaponske kabele u vozilima s novim izvorima energije.
Analiza scenarija primjene: XLPE u odnosu na silikonsku gumu
XLPE, sa svojom izvrsnom otpornošću na napon, mehaničkom čvrstoćom i cjenovnim prednostima, konkurentniji je u primjeni visokonaponskih kabela za vozila s novim izvorima energije.
Kako se tehnologija novih energetskih vozila nastavlja razvijati, XLPE materijali se također unapređuju kako bi zadovoljili veće zahtjeve u scenarijima primjene:
1) XLPE otporan na visoke temperature (150℃-200℃): Pogodan za visokoučinkovite električne pogonske sustave sljedeće generacije.
2) Umreženi polietilen s niskim udjelom dima i nultom količinom halogena (LSZH): U skladu je s ekološkim standardima za vozila s novim izvorima energije.
3) Optimizirani zaštitni sloj: Povećava otpornost na elektromagnetske smetnje (EMI) i poboljšava ukupnu elektromagnetsku kompatibilnost (EMC) vozila.
Sveukupno, XLPE zauzima dominantnu poziciju u sektoru visokonaponskih kabela za vozila s novim energetskim pogonom zbog svojih izvrsnih izolacijskih svojstava, otpornosti na napon, mehaničke čvrstoće i cjenovnih prednosti. Iako je silikonska guma prikladna za ekstremno visoke temperature, njezina viša cijena čini je prikladnom za posebne potrebe. Za glavne visokonaponske kabele u vozilima s novim energetskim pogonom, XLPE je najbolji izbor i može se široko primjenjivati u ključnim područjima kao što su kabelski svežnjevi baterija, visokonaponski kabeli motora i kabeli za brzo punjenje.
U kontekstu brzog razvoja industrije vozila na nove energetske potrebe, tvrtke bi trebale uzeti u obzir čimbenike poput scenarija primjene, zahtjeva otpornosti na temperaturu i proračuna troškova pri odabiru materijala za visokonaponske kabele kako bi se osigurala sigurnost i trajnost kabela.
Vrijeme objave: 28. veljače 2025.