في مجال مركبات الطاقة الجديدة (EV ، PHEV ، HEV) ، يعد اختيار المواد لكابلات الجهد العالي أمرًا ضروريًا لسلامة السيارة ومتانتها وأداءها. تعد البولي إيثيلين المرتبطة (XLPE) ومطاط السيليكونان من أكثر المواد العازلة شيوعًا ، لكن لديهم اختلافات كبيرة في أداء درجات الحرارة العالية ، وخصائص العزل ، والقوة الميكانيكية ، وأكثر من ذلك.
عموما ، كلاهماXLPEويستخدم المطاط السيليكون على نطاق واسع في الكابلات الداخلية للسيارات. إذن ، ما هي المواد الأكثر ملاءمة لكابلات الجهد العالي في سيارات الطاقة الجديدة؟
لماذا تتطلب الكابلات عالية الجهد لسيارات الطاقة الجديدة مواد عزل عالية الأداء؟
تُستخدم كابلات الجهد العالي في مركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي لحزمة البطارية ، والمحرك ، ونظام التحكم الإلكتروني ، ونظام الشحن ، مع فولتية التشغيل التي تتراوح من 600 فولت إلى 1500 فولت ، أو أعلى.
هذا يتطلب أن يكون للكابلات:
1) أداء عزل ممتاز لمنع الانهيار الكهربائي وضمان السلامة.
2) مقاومة درجات الحرارة العالية المتميزة لتحمل بيئات التشغيل القاسية ومنع تدهور العزل.
3) مقاومة قوية للضغوط الميكانيكية ، والانحناء ، والاهتزاز ، وارتداء.
4) مقاومة التآكل الكيميائي الجيد للتكيف مع البيئات المعقدة وتوسيع عمر الخدمة.
حاليًا ، تستخدم طبقات العزل لكابلات الجهد العالي في مركبات الطاقة الجديدة في المقام الأول XLPE أو مطاط السيليكون. أدناه ، سنقوم بمقارنة مفصلة لهذين المادتين.
من الجدول ، يمكن ملاحظة أن XLPE يؤدي بشكل أفضل من حيث مقاومة الجهد ، والقوة الميكانيكية ، ومقاومة الشيخوخة ، والتحكم في التكاليف ، في حين أن مطاط السيليكون له مزايا في مقاومة درجات الحرارة العالية والمرونة.
لماذا XLPE هي المادة المفضلة لكابلات الجهد العالي في سيارات الطاقة الجديدة؟
1) أداء عزل أقوى:XLPEلديه قوة عازلة أعلى (≥30kV/mm) ، مما يجعلها أفضل في مقاومة مخاطر الانهيار الكهربائي في بيئات الجهد العالي مقارنة بمطاط السيليكون. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع XLPE بخسارة عازلة منخفضة ، مما يضمن أداءً مستقرًا على المدى الطويل ، مما يجعله مناسبًا لأنظمة طاقة مركبات الطاقة الجديدة.
2) خصائص ميكانيكية أفضل: أثناء القيادة ، يمكن أن تفرض الاهتزازات من جسم السيارة الإجهاد الميكانيكي على الكابلات. XLPE لديها قوة شد أعلى ، ومقاومة تآكل أفضل ، ومقاومة قطع متفوقة ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام على المدى الطويل وتقليل تكاليف الصيانة مقارنة بمطاط السيليكون.
3) مقاومة أفضل للشيخوخة: XLPE لديها مقاومة ممتازة لشيخوخة شجرة الماء ، مما يضمن أن الكبل يبقى مستقرًا في رطوبة عالية وبيئات المجال الكهربائي العالي. هذا أمر بالغ الأهمية بالنسبة لمركبات الطاقة الجديدة ، وخاصة في التطبيقات عالية التحميل مثل حزم البطارية عالية الجهد وأنظمة الشحن السريع.
4) المرونة المعتدلة لتلبية متطلبات الأسلاك: مقارنةً بمطاط السيليكون ، يوفر XLPE مرونة معتدلة وموازنة مرونة الأسلاك والقوة الميكانيكية. إنه يؤدي بشكل ممتاز في تطبيقات مثل تسخير الجهد العالي داخل السيارة وخطوط التحكم في المحرك واتصالات حزمة البطارية.
5) أكثر فعالية من حيث التكلفة: XLPE أكثر فعالية من حيث التكلفة من مطاط السيليكون ، ويدعم الإنتاج الضخم. لقد أصبح المادة السائدة لكابلات الجهد العالي في سيارات الطاقة الجديدة.
تحليل سيناريو التطبيق: XLPE vs Silicone Rubber
XLPE ، مع مقاومة الجهد الممتازة ، والقوة الميكانيكية ، ومزايا التكلفة ، أكثر تنافسية في تطبيق الكابلات عالية الجهد لسيارات الطاقة الجديدة.
مع استمرار تقدم تكنولوجيا مركبات الطاقة الجديدة ، يتم أيضًا ترقية مواد XLPE لتلبية المطالب الأعلى في سيناريوهات التطبيق:
1) XLPE المقاوم للدرجات الحرارة العالية (150 ℃ -200 ℃): مناسبة لأنظمة القيادة الكهربائية عالية الكفاءة من الجيل التالي.
2) البولي إيثيلين متشابك من النخاع المنخفض الصفر (LSZH): يتوافق مع المعايير البيئية لمركبات الطاقة الجديدة.
3) طبقة التدريع الأمثل: يعزز مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) ويحسن التوافق الكهرومغناطيسي الكلي (EMC) للسيارة.
بشكل عام ، تحتل XLPE موقعًا مهيمنًا في قطاع الكابلات عالية الجهد لسيارات الطاقة الجديدة بسبب أدائها الممتاز للعزل ، ومقاومة الجهد ، والقوة الميكانيكية ، ومزايا التكلفة. في حين أن مطاط السيليكون مناسب لبيئات درجات الحرارة العالية المتطرفة ، فإن تكلفته الأعلى تجعلها مناسبة لذوي الاحتياجات الخاصة. بالنسبة للكابلات السائدة عالية الجهد في مركبات الطاقة الجديدة ، فإن XLPE هو الخيار الأفضل ويمكن تطبيقه على نطاق واسع في المناطق الرئيسية مثل تسخير البطارية وكابلات المحرك عالية الجهد وكابلات الشحن السريع.
في سياق التطوير السريع لصناعة مركبات الطاقة الجديدة ، يجب أن تنظر الشركات في عوامل مثل سيناريوهات التطبيق ومتطلبات مقاومة درجة الحرارة وميزانيات التكلفة عند اختيار مواد الكابل عالية الجهد لضمان سلامة ومتانة الكابلات.
وقت النشر: فبراير -28-2025