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:XLPEima 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 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 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 visokonaponski baterijski paketi 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.