การประยุกต์เซรามิกในยานพาหนะพลังงานใหม่

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานพาหนะพลังงานใหม่ -การชาร์จเร็วด้วยแรงดันไฟฟ้าสูง และระบบกักเก็บพลังงาน วัสดุเซรามิกที่มีฉนวนที่ดีเยี่ยม - ทนต่ออุณหภูมิสูง ความแข็งแรงทางกล และความเสถียรทางเคมี กลายเป็นวัสดุที่ใช้งานได้หลักในห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ตั้งแต่แบตเตอรี่จ่ายไฟและระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง- เซรามิกขั้นสูงกำลังมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความปลอดภัยของระบบ ความเสถียร และการมีน้ำหนักเบา โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้-แรงดันไฟฟ้าสูง ความถี่สูง- และสภาพแวดล้อมโหลด-ความร้อน-สูง วัสดุเซรามิกได้กลายเป็นหนึ่งในวัสดุพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับส่วนประกอบหลักของยานพาหนะพลังงานใหม่

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของยานพาหนะพลังงานใหม่ การประยุกต์ใช้อุปกรณ์จ่ายพลังงาน SiC กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอน-แบบดั้งเดิม SiC MOSFET มีประสิทธิภาพการสลับที่สูงกว่า การสูญเสียพลังงานต่ำกว่า และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง-ที่เหนือกว่า ซึ่งช่วยปรับปรุงช่วงและความหนาแน่นของพลังงานของยานพาหนะได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์ SiC ก็มีความต้องการการกระจายความร้อนและฉนวนที่สูงขึ้น ดังนั้นจึงเน้นย้ำถึงความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของพื้นผิวเซรามิกที่มีค่าการนำความร้อนสูง พื้นผิวหุ้มทองแดงเซรามิก-ที่ทำจากวัสดุ เช่น ซิลิคอนไนไตรด์และอลูมินาไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติการนำความร้อนและฉนวนที่ดีเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังให้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของชิป ซึ่งช่วยลดผลกระทบของความเครียดจากความร้อนต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ วัสดุเซรามิกอลูมินาซึ่งมีอลูมินาเซรามิก 95% ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโมดูลพลังงานและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แรงดันสูง-ของยานพาหนะพลังงานใหม่ เนื่องจากประสิทธิภาพการประมวลผลที่สมบูรณ์และคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เสถียร

 

ระบบไฟฟ้าแรงสูง-ของรถยนต์พลังงานใหม่มีความต้องการที่สูงมากในด้านประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของส่วนประกอบป้องกัน เช่น รีเลย์และฟิวส์ ในสภาพแวดล้อมกระแสตรงแรงดันสูง- ความสามารถในการควบคุมส่วนโค้งและฉนวนส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของยานพาหนะทั้งหมด วัสดุเซรามิกที่มีความสามารถในการต้านทานอุณหภูมิสูงและความเป็นฉนวนสูง-เป็นเลิศ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน-รีเลย์ไฟฟ้าแรงสูง ห้องดับเพลิง-อาร์กสุญญากาศ และโครงสร้างฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง- โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านฟิวส์แรงดันสูง- "ฟิวส์เซรามิกสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าและไฮบริด" ได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบป้องกันพลังงานใหม่ เปลือกเซรามิกสามารถทนต่อการกระแทก-ส่วนโค้งที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างภายใต้สภาวะ-การลัดวงจร จึงทำให้เกิดการตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วและการป้องกันที่ปลอดภัย

 

ปัจจุบัน ความต้องการฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง-จากยานพาหนะพลังงานใหม่และระบบกักเก็บพลังงานยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การปรับปรุง-แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าสูง ความจุของแบตเตอรี่ และการพัฒนาเทคโนโลยีการชาร์จที่รวดเร็ว- กำลังผลักดันการอัพเกรดส่วนประกอบฟิวส์เซรามิกต่อไป หลอดเซรามิกสำหรับฟิวส์แรงดันสูง-มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบป้องกันวงจรหลักของยานพาหนะพลังงานใหม่ เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะ เช่น ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ฉนวนที่มีความเสถียร และความแข็งแรงเชิงกลสูง ในขณะเดียวกัน หลอดเซรามิกสำหรับฟิวส์ EV DC แสดงให้เห็นประสิทธิภาพการอาร์ก-ที่ยอดเยี่ยมในสถานการณ์การป้องกัน DC แรงดันสูง- ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของระบบแรงดันไฟฟ้าสูง-ของรถยนต์พลังงานใหม่เพื่อการหยุดการเชื่อมต่อที่รวดเร็วและการป้องกันที่เสถียร

 

ในการประยุกต์ใช้ฟิวส์พลังงานใหม่ที่มีมาตรฐานแตกต่างกัน ส่วนประกอบโครงสร้างเซรามิกจะค่อยๆ พัฒนาไปสู่ส่วนเฉพาะ ตัวอย่างเช่น หลอดเซรามิกสำหรับฟิวส์มาตรฐานอังกฤษของ EV และหลอดเซรามิกสำหรับซีรีย์ EV BS ส่วนใหญ่จะใช้ในผลิตภัณฑ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง-สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ที่เป็นไปตามมาตรฐานของอังกฤษ หลอดเซรามิกสำหรับข้อต่อฟิวส์เครื่องชาร์จ EV ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง-ในกองชาร์จและ-ระบบการชาร์จบนบอร์ด ด้วยความต้องการมาตรฐานที่เพิ่มขึ้นในตลาดพลังงานใหม่ทั่วโลก ส่วนประกอบโครงสร้างฟิวส์เซรามิกกำลังพัฒนาไปสู่ความน่าเชื่อถือ การกำหนดมาตรฐาน และความเป็นโมดูลที่สูงขึ้น

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

นอกจากภาคยานยนต์พลังงานใหม่แล้ว ระบบกักเก็บพลังงานยังผลักดันการเติบโตของความต้องการวัสดุเซรามิกขั้นสูงอีกด้วย ในคอนเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงาน การป้องกันคลัสเตอร์แบตเตอรี่ และระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ฟิวส์แรงดันสูง-จำเป็นต้องทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีกระแสไฟฟ้าสูงและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันสูงเป็นเวลานาน จึงทำให้มีความต้องการฉนวนและการต้านทานความร้อนของตัวเรือนเซรามิกมากขึ้น ตัวเซรามิกฟิวส์กักเก็บพลังงานได้กลายเป็นส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญ โดยรักษาความแข็งแรงเชิงกลที่มั่นคงและประสิทธิภาพของฉนวนภายใต้สภาวะการทำงานที่ซับซ้อน ในขณะเดียวกัน การใช้ตัวเซรามิกฟิวส์จัดเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และตัวเซรามิกฟิวส์จัดเก็บพลังงาน PV ในระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงไฟฟ้าพลังงานใหม่ ตู้เก็บพลังงาน และระบบรวม DC

 

ในโครงสร้างฟิวส์แรงสูง-พลังงานใหม่ ตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ซีรีส์สลักเกลียวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ฟิวส์แรงดันสูง-แบบยึดน็อต ส่วนประกอบโครงสร้างเซรามิกเหล่านี้ไม่เพียงต้องการประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีเยี่ยม แต่ยังต้องรักษาความแข็งแรงทางกลที่มั่นคงและความแม่นยำของมิติภายใต้แรงกระแทกกระแสสูง อลูมินาเซรามิกสำหรับฟิวส์ EV แบบเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวยังตอบสนองข้อกำหนดการทนต่อแรงดันไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของโครงสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูง-ในยานพาหนะพลังงานใหม่ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในระบบป้องกันการเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูง-

 

ด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของระบบพลังงานใหม่ ฟิวส์ความเร็วสูง-จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นในการป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ความเร็วสูง- เนื่องจากความสามารถในการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีความถี่สูง- กระแสสูง- และรวดเร็ว- จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบ PCS เก็บพลังงาน ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า และอุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม นอกจากนี้ การใช้ตัวเครื่องเซรามิกสำหรับการจัดเก็บพลังงานในระบบแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานก็กำลังเพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากความเสถียรสูงของพวกมันช่วยปรับปรุงระดับความปลอดภัยโดยรวมของระบบกักเก็บพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

แบตเตอรี่พลังงานสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับการปิดผนึกและประสิทธิภาพการเป็นฉนวน ส่งผลให้มีการใช้วัสดุเซรามิกในโครงสร้างการเชื่อมต่อการซีลของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นทีละน้อย ตัวเชื่อมต่อแบบปิดผนึกเซรามิกมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อการกัดกร่อนของอิเล็กโทรไลต์ และมีความแข็งแรงเชิงกลสูง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่จ่ายไฟภายใต้-สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและ-แรงดันสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีตัวแยกเคลือบเซรามิก-ได้กลายเป็นหนึ่งในโซลูชันหลักในการปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม การเคลือบพื้นผิวตัวแยกด้วยวัสดุเซรามิกอนินทรีย์ เช่น อลูมินา สามารถปรับปรุงความต้านทานความร้อนและความเสถียรของมิติของตัวแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงจากความร้อนหนี่งและเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

 

ในระบบมอเตอร์ของยานยนต์พลังงานใหม่ การใช้ตลับลูกปืนเซรามิกก็กลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นเช่นกัน เมื่อเปรียบเทียบกับตลับลูกปืนเหล็กแบบดั้งเดิม ตลับลูกปืนเซรามิกมีความหนาแน่นต่ำกว่า ความแข็งสูงกว่า และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่เหนือกว่า ซึ่งช่วยลดการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมการทำงานที่-มีความเร็วสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในมอเตอร์ขับเคลื่อนความเร็วสูง- แบริ่งลูกปืนเซรามิกสามารถลดการสูญเสียจากแรงเสียดทานและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบได้ นอกจากนี้ จานเบรกคอมโพสิตเซรามิกคาร์บอน-เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนทานต่ออุณหภูมิสูง- และทนต่อการสึกหรอ กำลังกลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญสำหรับระบบเบรกประสิทธิภาพสูง-ในยานพาหนะพลังงานใหม่

 

ด้วยการอัปเกรดยานพาหนะพลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน และอุตสาหกรรมกริดอัจฉริยะอย่างต่อเนื่อง วัสดุเซรามิกขั้นสูงจึงค่อยๆ พัฒนาจากวัสดุเสริมแบบดั้งเดิมไปเป็นวัสดุที่ใช้งานได้หลัก ไม่ว่าจะเป็นตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ยานยนต์ หลอดเซรามิกสำหรับฟิวส์เก็บพลังงาน หรือตัวเซรามิก Steatite สำหรับฟิวส์ EV ทั้งหมดนี้มีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ในขณะเดียวกัน ส่วนประกอบโครงสร้างเซรามิกเฉพาะที่พัฒนาขึ้นสำหรับระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เช่นตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซีรีย์ Bussmannกำลังส่งเสริมการอัพเกรดความปลอดภัยของระบบพลังงานพลังงานใหม่เพิ่มเติม

 

ในอนาคต ด้วยแนวโน้มที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของไฟฟ้าแรงสูง ความชาญฉลาด และการมีน้ำหนักเบา วัสดุเซรามิกขั้นสูงจะมีโอกาสการพัฒนาที่กว้างขึ้นในยานพาหนะพลังงานใหม่และอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในด้านความน่าเชื่อถือสูง ฉนวนสูง และทนต่ออุณหภูมิสูงจะส่งเสริมการใช้งานวัสดุเซรามิกในแบตเตอรี่พลังงาน ฟิวส์แรงดันสูง- โมดูลพลังงาน และระบบกักเก็บพลังงาน และทำให้วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญและไม่สามารถทดแทนได้ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานใหม่