Nyheter - Innovasjoner i elektriske bilkabler: Hva er nytt på markedet?

Med bilindustrien i rask utvikling, har elektriske kabler blitt kritiske komponenter i moderne kjøretøy. Her er noen av de siste nyvinningene innen elektriske kabler til biler:

1.Høyspenningskabler for elbiler

Høyspentkabler for elektriske kjøretøy er nøkkelkomponenter som brukes i elektriske kjøretøy for å koble sammen høyspentbatterier, invertere, klimaanleggkompressorer, trefasegeneratorer og elektriske motorer for å realisere overføring av elektrisk kraft. Sammenlignet med kablene som brukes i tradisjonelle drivstoffkjøretøyer, har elektriske høyspentkabler følgende egenskaper og krav:

Høyspent og høystrøm: EV-høyspentkabler er designet for å håndtere spenninger opp til 600VAC/900VDC (personbiler) eller 1000VAC/1500VDC (nyttekjøretøyer) og strømmer fra 250A til 450A eller enda høyere. Dette er mye høyere enn 12V-systemene som vanligvis brukes i konvensjonelle drivstoffkjøretøyer.

Ledermateriale: Ledere er vanligvis konstruert av glødet myk kobbertråd eller fortinnet kobbertråd for forbedret ledningsevne og korrosjonsmotstand. Oksygenfrie kobberledninger (som inneholder mindre enn 0,001 % oksygen og mer enn 99,99 % renhet) er mye brukt i EV-høyspentkabler på grunn av deres høye renhet og ikke-skjøre egenskaper.

Isolasjons- og kappematerialer: For å oppfylle kravene til høyspenning og høystrøm, er høyspentkabler isolert med isolasjonsmaterialer med høy veggtykkelse, som silikongummi, tverrbundet polyetylen eller tverrbundet polyolefin, som har god varmebestandighet og flammehemmende effekt, og tåler høye temperaturer på mer enn 150 ℃.

Skjerming og beskyttelse: Høyspentkabler krever elektromagnetisk skjerming for å redusere elektromagnetisk feltstøy og elektromagnetisk interferens, mens beskyttende materialer (som varmeisolasjonsrør og kompilerte rør) og tetningsringer på det ytre laget av kablene sørger for at kablene er vanntette, støvtett og slitebestandig i tøffe miljøer.

Design og kabling: Utformingen av høyspentkabler for elektriske kjøretøy må ta hensyn til plassbegrensninger for kabling, sikkerhetskrav (f.eks. minimumsavstand på 100 millimeter eller mer mellom høyspent- og lavspentledere), vekt og kostnad. Bøyeradiusen til kabelen, avstanden til festepunktet og miljøet den brukes i (f.eks. i eller utenfor kjøretøyet) vil også påvirke utformingen og valget.

Standarder og spesifikasjoner: Utformingen og produksjonen av høyspentkabler for elektriske kjøretøy følger en rekke industristandarder, for eksempel QC-T1037 Automotive Industry Standard for High-voltage Cables for Road Vehicles og TCAS 356-2019 High-voltage Cables for New Energikjøretøy. Disse standardene fremmer spesifikke krav til kablers elektriske ytelse, mekaniske ytelse og miljøtilpasning.

Bruksområder: høyspentkabler for elektriske kjøretøy brukes ikke bare for tilkoblinger i kjøretøy, men også for tilkoblinger mellom ladeporten og batteriet, inne i batteriet, mellom batteriet og motoren og andre komponenter, samt batterienergi lagringsenheter og andre felt. Kablene skal tåle tøffe forhold som høye og lave temperaturer, saltspray, elektromagnetiske felt, olje og kjemikalier.

Utvikling og bruk av høyspentkabler for elektriske kjøretøy er en av nøkkelfaktorene for å fremme en bærekraftig og klimavennlig fremtid for elektrisk mobilitet. Ettersom elbilteknologien fortsetter å utvikle seg, fortsetter ytelsen og standardene til høyspentkabler å bli optimalisert for å møte den økende etterspørselen etter kraftoverføring og sikkerhetskrav.

2. Lette aluminiumskabler

Bruken av lette bilkabler i aluminium er en av de viktige trendene i bilindustrien, spesielt i den nye energibilindustrien, i jakten på lettvekt, energieffektivitet og rekkevidde. Følgende er en detaljert analyse av lette bilkabler i aluminium:

Bakgrunn og trend

Lettvektsetterspørsel for biler: Med den raske utviklingen av nye energikjøretøyer, økes etterspørselen etter lettvektsdesign for biler ytterligere. Ledning og kabel, som hovedkomponentene i bilkraftoverføring, er tradisjonelt designet for å bruke kobber som leder, men kobberkjernekabler er dyre og tunge i kvalitet. Derfor har utviklingen av lav-priset aluminiumslederledning og -kabel for biler blitt et nødvendig valg for lettvektsdesign for biler.

Fordel med aluminiumkabel: Den tradisjonelle kraftindustrien har en lang historie med bruk av aluminiumskabler, aluminiumskabler, lav pris, lett vekt, lang levetid, spesielt egnet for høyspent langdistanse kraftoverføring. Kina er rikt på aluminiumsressurser, materialprissvingninger, kostnadsstabilitet og lett å kontrollere. I den nye energibilindustrien er bruken av aluminiumskabler i stedet for kobberkabler en ideell løsning for å redusere vekt og kostnader.

Påføringskasser av aluminiumtråd

Bussmodell: batteripakke intern og ekstern ultralydsveising av aluminiumtråd, bruk av strømforbindelse med stor diameter, fordelen med å bruke aluminiumstråd er åpenbar.

Personbil: DC samleskinne bruker 50 mm2 aluminiumskabel, som har blitt masseprodusert med suksess. Bruken av ultralydsveising forbedrer effektivt den elektriske kontaktytelsen til leddene og reduserer effektivt kvaliteten på ledningsnettet sammenlignet med kobbertråder.

AC-ladepistol: ved hjelp av høystyrke bøyebestandig aluminiumslegeringstråd, lett vekt, stabil ytelse i aldringstest, har gradvis begynt masseproduksjon; DC ladeporttråd for personbiler bruker aluminiumtråd for å forbedre varmeavledningen, og ultralydsveising brukes i den runde ladeportterminalen, noe som forbedrer den elektriske kontaktytelsen betydelig, reduserer mengden varme som genereres og forbedrer levetiden.

Ytelsesforskjeller mellom kobber og aluminium

Resistivitet og ledningsevne: På grunn av den forskjellige resistiviteten til aluminium og kobber, er ledningsevnen til aluminiumsleder 62% IACS. når tverrsnittsarealet til aluminiumslederen er 1,6 ganger det for kobber, er dens elektriske ytelse den samme som for kobber.

Masseforhold: den spesifikke vekten til aluminium er 2,7 kg/m3, den spesifikke vekten til kobber er 8,89 kg/m3, så masseforholdet mellom de to er (2,7×160%)/(8,89×1)≈50%. Dette betyr at under den samme elektriske ytelsen er massen av aluminiumsleder bare 1/2 av kobberlegemet.

Markedsplass og prospekt

Annualisert vekstrate: Basert på markedsanalyse vil den årlige vekstraten for valsede aluminiumsplater og ekstrudert materiale være omtrent 30 % innen 2025, noe som viser det enorme potensialet til aluminium innen billettvekt.

Usikkerhetsanalyse

Kostnadsfaktorer: Selv om aluminiumskabler har kostnadsfordeler, er det en negativ faktor som øker prisen på aluminium i stedet for stål i bilindustrien, noe som kan påvirke hastigheten på popularisering av aluminiumskabler.

Tekniske utfordringer: Anvendelsen av aluminiumskabler i biler står fortsatt overfor tekniske utfordringer, som forbedring av den elektriske kontaktytelsen til leddene og optimalisering av varmespredning, som må løses gjennom teknologisk innovasjon.

Bruken av lette bilkabler i aluminium er en uunngåelig trend for bilindustrien til å strebe etter energisparing og utslippsreduksjon og forbedre rekkevidden. Med den kontinuerlige utviklingen av teknologi og ytterligere optimalisering av kostnadene, vil bruken av aluminiumskabler i bilindustrien bli mer omfattende, noe som gir et viktig bidrag til bilindustriens lettvekt og energisparing og utslippsreduksjon.

3. Skjermede kabler for EMI-reduksjon

Elektromagnetisk interferens (EMI) i biler er et komplekst problem, spesielt i elektriske og hybridbiler på grunn av den intensive bruken av elektroniske enheter med høy effekt. Som en av de viktigste bidragsyterne til EMI, er design og materialvalg av ledningsnett til biler avgjørende for å minimere EMI. Her er noen viktige punkter om hvordan du kan redusere EMI i biler ved bruk av skjermede kabler:

Slik fungerer skjermede kabler: Skjermede kabler fungerer ved å legge et lag med metallflett eller folie rundt lederne. Denne skjermingen reflekterer og absorberer elektromagnetiske bølger, og reduserer dermed EMI. Skjermingen er koblet til bakken, som leder fanget elektromagnetisk energi til bakken og hindrer den i å forstyrre andre elektroniske enheter.

Typer skjerming: Det er to hovedtyper skjerming: flettet metallskjerming og folieskjerming. Flettet metallskjerming gir bedre mekanisk styrke og fleksibilitet, mens folieskjerming gir bedre skjerming ved lavere frekvenser. I bilapplikasjoner er det vanlig å bruke en kombinasjon av disse to skjermingstypene for optimal skjerming.

Jording av skjermen: For at en skjermet kabel skal være effektiv, må skjermen være riktig jordet. Hvis skjoldet ikke er ordentlig jordet, kan det bli en antenne og øke EMI i stedet. I biler er det vanlig å feste skjoldet til metallrammen på kjøretøyet for å gi en god vei til bakken.

Der det brukes skjermede kabler: I biler brukes skjermede kabler hovedsakelig for kritiske signal- og kontrolllinjer som er mottakelige for EMI eller som selv kan bli EMI-kilder. For eksempel bruker linjer som brukes til motorkontrollenheter (ECU), sensorsignaler, nettverk i kjøretøy (f.eks. CAN-busser) og underholdningssystemer vanligvis skjermede kabler.

Bruk av skjermede kabler sammen med uskjermede kabler: I bilmiljøer hvor plassen er begrenset, plasseres høyspent- og lavspentkabler ofte i umiddelbar nærhet av hverandre. For å minimere EMI kan høyspentkabelen utformes som en skjermet kabel, mens lavspentkabelen kan være uskjermet. På denne måten beskytter høyspentkabelens skjerming lavspentkabelen mot EMI.

Kabellayout og design: I tillegg til å bruke skjermede kabler, er riktig kabellayout også svært viktig. Dannelse av løkker i kabler bør unngås, da løkker øker EMI. i tillegg bør kabler plasseres så langt unna som mulig fra EMI-kilder, som motorer og strømomformere.

Bruk av filtre: I tillegg til skjermede kabler kan EMI-filtre legges til i begge ender av kabelen for å minimere EMI ytterligere. filtre kan være kondensatorer eller induktorer, som filtrerer ut støy i et spesifikt frekvensområde.

Oppsummert, ved å bruke skjermede kabler og kombinere dem med riktig kabellayout og filtreringsteknikker, kan EMI i biler reduseres betydelig, og dermed forbedre påliteligheten og ytelsen til elektronisk utstyr.

4. Høytemperaturbestandige kabler

Høytemperaturbestandige bilkabler er kabler designet for bilindustrien for å opprettholde stabil ytelse i miljøer med høy temperatur. De er hovedsakelig laget av flere spesielle materialer for å sikre pålitelighet og sikkerhet i områder med høy temperatur som motorrom. Her er noen vanlige materialer som brukes til høytemperaturbestandige bilkabler:

TPE-materialer: termoplastiske elastomerer (termoplastiske elastomerer), inkludert styrener, olefiner, diener, vinylklorid, polyestere, estere, amider, organofluoriner, silikoner og vinyler. For tiden er SEBS (styren-etylen-butylen-styren blokk-kopolymer)-baserte elastomerer de mest brukte TPE-materialene.

TPU-materialer: termoplastisk polyuretan (termoplastisk polyuretan), den molekylære strukturen er delt inn i polyester-type og polyeter-type, av den stive blokken og fleksible kjedesegmenter.TPU-materialer i prosesseringsprosessen for sprøytestøping utgjorde mer enn 40% av ekstruderingsstøping er omtrent 35% eller så, med god elastisitet og slitestyrke.

PVC-materiale: Polyvinylklorid (Polyvinylklorid), gjennom tilsetning av forskjellige mengder myknere for å regulere mykheten, redusere dens "glassovergangs"-temperatur, for å ha god fleksibilitet og plastisitet, lett å behandle støping.

Silikonmateriale: et svært aktivt adsorberende materiale, amorft stoff, termoherdende gummi. Silikon har utmerket varme- og kuldebestandighet og et bredt spekter av driftstemperaturer, fra -60°C til +180°C og oppover.

XLPE tverrbundet polyetylen: gjennom kjemisk tverrbinding til termoherdende elastomerer, forbedrede isolasjonsegenskaper, utvides kabeltemperaturmotstandsområdet, ytelsen er forbedret. XLPE-kabel når forbrenning oppstår, produksjon av karbondioksid og vann, relativt miljøvennlig.

Valget og bruken av disse materialene gjør det mulig for høytemperaturbestandige bilkabler å fungere stabilt i lange perioder i høytemperaturmiljøer som motorrom og nær eksossystemer, noe som sikrer normal drift av elektriske bilsystemer. I tillegg har høytemperaturbestandige kabler også fordelene med oljebestandighet, vannbestandighet, syre- og alkalimotstand, korrosiv gassbestandighet, aldringsmotstand, etc. De er egnet for metallurgi, elektrisk kraft, petrokjemikalier, rullende materiell, energi, jern og stål, elektriske maskiner og andre felt. Når du velger høytemperaturbestandige kabler, må du velge riktig modell i henhold til det faktiske bruksscenarioet, temperaturmiljøet, spenningsnivået og andre faktorer for å sikre at kabelen har god ytelse og sikkerhet under høye temperaturforhold.

5. Smarte kabler med integrerte sensorer

Smarte bilkabler med integrerte sensorer er en integrert del av moderne smartbiler, og de spiller en nøkkelrolle i kjøretøyets elektriske og elektroniske arkitektur. Smarte bilkabler er ikke bare ansvarlige for overføring av strøm, men enda viktigere, de bærer data og kontrollsignaler, kobler til mikrokontrollerenheter (MCU), sensorer, aktuatorer og andre elektroniske kontrollenheter (ECU) i bilen, og danner bilens "nevrale nettverk".

Funksjonen og viktigheten av smarte bilkabler

Dataoverføring: Smarte bilkabler er ansvarlige for å overføre data fra sensorer til MCU og kommandoer fra MCU til aktuatorer. Disse dataene inkluderer, men er ikke begrenset til, hastighet, temperatur, trykk, posisjon osv., og er avgjørende for å oppnå presis kontroll over kjøretøyet.
Strømfordeling: Kabelen overfører ikke bare data, men er også ansvarlig for å distribuere strøm til de ulike elektroniske enhetene i bilen for å sikre at de fungerer som de skal.
Sikkerhet og sikkerhet: Kabelen er utformet med sikkerhet i tankene, som bruk av brannsikre materialer og innstilling av overstrømsbeskyttelse, for å sikre at kretsen kan kuttes i tide i tilfelle feil, og unngår potensielle sikkerhetsfarer.

Designkrav

Utformingen av smarte bilkabler må oppfylle følgende krav:

Pålitelighet: Kabler må kunne fungere pålitelig i en rekke tøffe miljøer i bilen, inkludert høy temperatur, lav temperatur, vibrasjon og fuktighet.
Holdbarhet: Kabler må være holdbare nok til å tåle lange perioder med bruk uten feil.
Sikkerhet: Kabler bør være godt isolert for å redusere risikoen for kortslutning og ha nødvendige beskyttelsesmekanismer.
Lettvekt: Med trenden mot lette kjøretøy, må kabler også være så lette og tynne som mulig for å redusere kjøretøyets totalvekt.
Elektromagnetisk kompatibilitet: Kabler bør ha god skjermingsytelse for å redusere signalforstyrrelser.

Søknadsscenario

Smarte bilkabler er mye brukt i forskjellige bilsystemer, inkludert, men ikke begrenset til:

Motorkontrollsystem: kobler sammen motorens ECU med sensorer og aktuatorer for å oppnå nøyaktig kontroll av motoren.
Karosserikontrollsystem: kobler kroppskontrollmodul (BCM) med vinduer, dørlåser, belysning og andre systemer.
Driver Assistance System: kobler ADAS-kontrolleren (Advanced Driver Assistance Systems) med sensorer som kamera og radar.
Infotainmentsystem: kobler multimediesenteret med lydhøyttalere, navigasjonssystem osv.

Fremtidige trender

Ettersom bilens elektroniske og elektriske arkitekturer utvikler seg, gjør smarte bilkabler det også. Fremtidige trender inkluderer:

Sentralisert arkitektur: Ettersom elektroniske bilarkitekturer skifter fra distribuert til sentralisert, vil kabelkompleksitet og lengde sannsynligvis reduseres, noe som bidrar til å redusere kjøretøyvekten og forbedre effektiviteten til informasjonsflyten.
Intelligent administrasjon: Kabler vil integrere mer intelligente komponenter, som innebygde sensorer og smarte kontakter, som muliggjør selvdiagnostikk og statusrapportering.
Påføring av nye materialer: For ytterligere å redusere vekten og forbedre ytelsen, kan kabler lages av nye lettvektsmaterialer.

Smarte bilkabler er nøkkelkomponenter som forbinder elektroniske bilsystemer, og deres design og ytelse er avgjørende for å sikre sikkerheten og påliteligheten til biler. Etter hvert som teknologien utvikler seg og bilelektronikken akselererer, vil smarte bilkabler fortsette å utvikle seg for å møte behovet for høyere ytelse.

6. Biologisk nedbrytbare og miljøvennlige kabler

På bakgrunn av jakten på miljøvern og bærekraftig utvikling, er biologisk nedbrytbare og miljøvennlige bilkabler i ferd med å bli et hett tema i bilindustrien. Disse kablene oppfyller ikke bare behovene til bilindustrien når det gjelder ytelse, men viser også betydelige fordeler når det gjelder miljøvern.

Biologisk nedbrytbare isolerte kabler

Biologisk nedbrytbare isolerte kabler er laget av biologisk nedbrytbare isolasjonsmaterialer, som under visse miljøforhold gradvis kan dekomponeres gjennom metabolismen av mikroorganismer og til slutt omdannes til miljøvennlige små molekyler, som karbondioksid og vann. Denne prosessen krever vanligvis en viss tid og egnede miljøforhold. Bruk av biologisk nedbrytbare kabler er i tråd med prinsippene for grønn og bærekraftig utvikling. Det sikrer ytelsen til kabler samtidig som den minimerer påvirkningen på miljøet og fremmer utviklingen av den grønne kabelindustrien.

Kabler med ikke-forurensende isolerende lakk

Ikke-forurensende isolasjonslakk for kabler bruker ufarlig isolerende lakk for å erstatte isolasjonsmaterialene som inneholder farlige ingredienser i tradisjonelle kabler. Denne innovasjonen reduserer ikke bare miljøforurensning, men forbedrer også sikkerheten og påliteligheten til kabler.

Biobaserte materialer i bilkabler

Biobaserte materialer, spesielt polymelkesyre (PLA) fibre, kompositter og nylon, har stort potensiale for bruk i bilindustrien på grunn av deres biologiske nedbrytbarhet, miljøvennlig produksjon og prosessering, bredt utvalg av råmaterialekilder, lav lukt og lavt flyktig innhold. innhold av organiske forbindelser (VOC). Med den betydelige økningen i produksjonskapasitet har PLA polymelkesyre (PLA), som en biobasert polymer avledet fra naturressurser, også sett sin enorme utvikling. PLA er kjemisk syntetisert fra naturlig mais. Dette materialet kan dekomponeres til CO2 og H2O av mikroorganismer etter å ha blitt kastet, uten å forårsake forurensning av miljøet, og er anerkjent som et nytt økomateriale som er grønt og bærekraftig i det 21. århundre.

Påføring av TPU-materialer i bilkabler

Termoplastiske polyuretanmaterialer (TPU) gir ikke bare utmerket ytelse, men er også biologisk nedbrytbare (3-5 år) og resirkulerbare. De bærekraftige og miljøvennlige egenskapene til TPU-materialer tilbyr et nytt alternativ for bilkabler, som bidrar til å redusere innvirkningen på miljø.

Utfordringer og utsikter

Selv om biologisk nedbrytbare og miljøvennlige bilkabler har mange fordeler, står deres bruk overfor noen utfordringer og begrensninger. For eksempel påvirkes nedbrytningshastigheten og effektiviteten av miljøforhold, noe som krever nøye evaluering og valg av bruksscenarier. Samtidig må ytelsen og stabiliteten til nedbrytbare isolasjonsmaterialer kontinuerlig forbedres og testes for å sikre deres pålitelighet og sikkerhet. I fremtiden, ettersom teknologien fortsetter å utvikle seg og miljøbevisstheten øker, forventes biologisk nedbrytbare og miljøvennlige bilkabler å spille en større rolle i bilindustrien, og drive hele industrien i en mer miljøvennlig og bærekraftig retning.