อุตสาหกรรมพลังงานใหม่กำลังเร่งการอัปเกรด และมูลค่าการใช้งานของชิ้นส่วนเซรามิกในการใช้พลังงานไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าแรงสูง-ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานพาหนะพลังงานใหม่ การจัดเก็บพลังงาน เซลล์แสงอาทิตย์ พลังงานไฮโดรเจน และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง- อุปกรณ์พลังงานใหม่ได้หยิบยกข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการต้านทานอุณหภูมิสูง- ฉนวน ความต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งแรงทางกล และความเสถียรของมิติของวัสดุ ด้วยฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน การสูญเสียอิเล็กทริกต่ำ และความเสถียรของขนาดที่ดี วัสดุเซรามิกกำลังเข้าสู่สถานการณ์การใช้งาน เช่น แบตเตอรี่สำรอง ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ไฟฟ้าแรงสูง- อินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับพลังงานใหม่จากสาขาอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม

 

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุโลหะ เซรามิกวิศวกรรมมักจะสามารถรักษาประสิทธิภาพที่ค่อนข้างคงที่ภายใต้อุณหภูมิสูง ไฟฟ้าแรงสูง ความถี่สูง และสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ซับซ้อน ดังนั้นพวกมันจึงมีบทบาทสำคัญ เช่น การเป็นฉนวน การแยกส่วน การรองรับโครงสร้าง การจัดการความร้อน และการป้องกันทางไฟฟ้าในอุปกรณ์พลังงานใหม่บางประเภท เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของระบบพลังงานใหม่ยังคงเพิ่มขึ้น ขอบเขตการใช้งานของชิ้นส่วนเซรามิกก็ขยายจากส่วนประกอบฉนวนเดี่ยวไปจนถึงชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแม่นยำและส่วนประกอบที่ใช้งานได้

 

 

 

แบตเตอรี่พลังงานเป็นหนึ่งในระบบหลักที่สำคัญที่สุดของรถยนต์พลังงานใหม่ สภาพแวดล้อมในการทำงานเกี่ยวข้องกับไฟฟ้าแรงสูง กระแสไฟฟ้าแรงสูง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และการสั่นสะเทือนทางกลในระยะยาว- ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับฉนวนไฟฟ้าและความปลอดภัยทางความร้อน ภายในแบตเตอรี่ วัสดุเซรามิกสามารถมีส่วนร่วมในการป้องกันความปลอดภัยในรูปแบบต่างๆ เช่น สารเคลือบ ตัวแยก ชิ้นส่วนโครงสร้างฉนวน และชิ้นส่วนซีล

 

ไดอะแฟรมเคลือบเซรามิก-เป็นหนึ่งในการใช้งานที่เป็นตัวแทนมากกว่า ด้วยการแนะนำอนุภาคเซรามิกอนินทรีย์ เช่น อลูมินาและโบห์ไมต์ ลงบนพื้นผิวของฟิล์มฐานโพลีโอเลฟิน จึงสามารถปรับปรุงความเสถียรของมิติและการต้านทานความร้อนของตัวแยกภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงได้ เมื่อแบตเตอรี่อยู่ที่อุณหภูมิสูงหรืออยู่ในสภาพการทำงานที่ผิดปกติ การเคลือบเซรามิกสามารถลดความเสี่ยงของการหดตัวอย่างมากของตัวแยก ดังนั้นจึงให้เงื่อนไขการแยกที่เสถียรมากขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบ

 

ในระบบแบตเตอรี่แรงดันสูง- ฉนวนเซรามิกยังสามารถใช้เพื่อแยกทางไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด ขั้วต่อ และโครงสร้างนำไฟฟ้าอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ตัวเซรามิกฟิวส์ EV จำเป็นต้องมีคุณสมบัติเป็นฉนวน ความแข็งแรงทางกล และเสถียรภาพทางความร้อนบางอย่างในเวลาเดียวกัน คุณสมบัติของวัสดุจะส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือในการทำงานของส่วนประกอบป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง-ภายใต้สภาวะกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ

 

เนื่องจากแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ค่อยๆ พัฒนาเป็น 800V และสูงกว่า ความเค้นแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากส่วนประกอบป้องกันไฟฟ้าแรงสูง-ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ชิ้นส่วนโครงสร้างเซรามิก เช่น ตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ EV จำเป็นต้องได้ฉนวนที่เชื่อถือได้ในพื้นที่จำกัด ขณะเดียวกันก็ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันและความเครียดเชิงกลที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการหลอมรวม ดังนั้นการกำหนดสูตรวัสดุ กระบวนการเผาผนึก และความแม่นยำของมิติจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์

 

 

ระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง-ในรถยนต์พลังงานใหม่และอุปกรณ์กักเก็บพลังงานมักจะต้องตัดกระแสไฟอย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะที่ผิดปกติ เช่น การลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบการป้องกันกระแสไฟเกินที่สำคัญ ส่วนประกอบเซรามิกภายในของฟิวส์ไม่เพียงแต่มีบทบาทเป็นฉนวนเท่านั้น แต่ยังต้องจับคู่กับวัสดุหลอมและวัสดุเติมเพื่อดับไฟส่วนโค้ง ฉนวนกันความร้อน และการรองรับโครงสร้างให้สมบูรณ์

 

ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำและไฟฟ้าอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม - หลอดเซรามิก บูชเซรามิก และปลอกเซรามิกมีพื้นฐานการใช้งานที่ค่อนข้างสมบูรณ์อยู่แล้ว ด้วยการพัฒนาระบบไฟฟ้าแรงสูง-สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ วัสดุเซรามิกจึงได้รับการอัพเกรดเพิ่มเติมให้มีไฟฟ้าแรงสูง ความกะทัดรัด และความน่าเชื่อถือสูง ตัวอย่างเช่น หลอดเซรามิกอลูมินาสำหรับฟิวส์ EV ไฟฟ้าแรงสูงจำเป็นต้องคำนึงถึงความเป็นฉนวน ความแข็งแรงทางกล และความต้านทานความร้อนสูง เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ซับซ้อนในวงจรไฟฟ้าแรงสูง-ของยานพาหนะพลังงานใหม่

 

อลูมินาเซรามิกเป็นหนึ่งในวัสดุเซรามิกทางวิศวกรรมทั่วไปสำหรับฟิวส์แรงดันสูง- มีความแข็งแรงของฉนวน ทนความร้อน และความเสถียรทางเคมีสูง และสามารถทำเป็นโครงสร้างแบบท่อ แบบปลอก- หรือรูปทรงพิเศษ-โดยผ่านกระบวนการเผาผนึก หลอดเซรามิกอลูมินา Al2O3 สำหรับฟิวส์แรงดันไฟฟ้าสูง- สามารถใช้เป็นส่วนประกอบรองรับโครงสร้างและฉนวนในอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง- เพื่อให้การแยกส่วนที่มีความเสถียรสำหรับพื้นที่นำไฟฟ้าต่างๆ ภายในฟิวส์

 

สำหรับวงจรเสริมของยานยนต์และระบบอุปกรณ์เสริมแรงดันไฟฟ้าสูง- ตัวเรือนเซรามิกยังต้องปรับให้เข้ากับพื้นที่การติดตั้งที่ซับซ้อนมากขึ้นและข้อกำหนดในการเชื่อมต่อทางกล ตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์เสริมของรถยนต์ไฟฟ้าก็เป็นหนึ่งในการใช้งานดังกล่าว การออกแบบไม่เพียงแต่ต้องใส่ใจกับระยะห่างของฉนวนเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาความคลาดเคลื่อนของมิติ วิธีการประกอบ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และ-ความน่าเชื่อถือในระยะยาวด้วย

 

 

 

ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่กำลังพัฒนาไปสู่ความเร็วสูง ความหนาแน่นของพลังงานสูง และประสิทธิภาพสูง มอเตอร์ อินเวอร์เตอร์ และโมดูลพลังงานที่เกี่ยวข้องต้องเผชิญกับการสลับความถี่สูง-และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นเวลานาน และวัสดุแบบดั้งเดิมอาจค่อยๆ ถูกจำกัดในแง่ของฉนวน ความต้านทานความร้อน และความต้านทานการสึกหรอ

 

ตลับลูกปืนเซรามิกเป็นตัวแทนการใช้งานในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า เซรามิกโครงสร้าง เช่น ซิลิคอนไนไตรด์ มีคุณลักษณะความหนาแน่นต่ำ ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดี และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม สามารถลดแรงเสียดทานทางกลในสภาพแวดล้อมของมอเตอร์ความเร็วสูง-และลดความเสี่ยงของการกัดกร่อนทางไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสของเพลา

 

สำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์กำลังซิลิกอนคาร์ไบด์ ความถี่ในการสลับกำลังและความเร็วในการเปลี่ยนได้เพิ่มขึ้นอีก ทำให้ระบบหยิบยกข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับวัสดุฉนวนและโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ พื้นผิวเซรามิกสามารถให้การแยกทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ระหว่างโครงสร้างที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและโครงสร้างการกระจายความร้อนในขณะที่ดำเนินงานการนำความร้อน ทำให้เป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญสำหรับโมดูลอิเล็กทรอนิกส์กำลัง-กำลัง-ความหนาแน่นสูง

 

นอกจากพื้นผิวเซรามิกภายในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแล้ว ส่วนประกอบป้องกันฟิวส์แรงดันสูง-ยังจำเป็นต้องมีโครงสร้างฉนวนที่มั่นคงอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ป้องกันการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจรจำเป็นต้องรักษาฉนวนที่ดีภายใต้สภาวะการทำงานปกติ และทนต่อความเครียดจากความร้อนชั่วคราวขนาดใหญ่ในระหว่างการป้องกันการโอเวอร์โหลดหรือการลัดวงจร

 

 

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังในยานพาหนะพลังงานใหม่ ตัวแปลงกักเก็บพลังงาน และอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สร้างความร้อนปริมาณมากระหว่างการทำงาน เมื่อความหนาแน่นของพลังงานของระบบเพิ่มขึ้น การกระจายความร้อนได้กลายเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่จำกัดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้า

 

พื้นผิวเซรามิกสามารถให้ทั้งฟังก์ชันฉนวนไฟฟ้าและการนำความร้อน ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์โมดูลพลังงาน

 

วัสดุ เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์และอะลูมิเนียมไนไตรด์มีคุณสมบัติการนำความร้อนและลักษณะต้นทุนที่แตกต่างกัน และสามารถเลือกได้ตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน ระดับพลังงาน ข้อกำหนดความต้านทานความร้อน และต้นทุนการผลิต

 

อะลูมิเนียมไนไตรด์มีค่าการนำความร้อนสูงและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และมีมูลค่าการใช้งานสูงในด้านบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง- เมื่อวัสดุเซรามิกถูกรวมเข้ากับตัวนำโลหะ เช่น ทองแดง พวกมันจะสามารถสร้างโครงสร้างคอมโพสิตที่มีฟังก์ชันการนำไฟฟ้า การกระจายความร้อน และฉนวน ทำให้เกิดบรรจุภัณฑ์ที่มั่นคงสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบนด์แกป-แบบกว้าง เช่น SiC

 

ในด้านการป้องกันพลังงานไฟฟ้าแบบใหม่ วัสดุเซรามิกสำหรับฟิวส์ยานยนต์กระแสตรงสามารถใช้คุณสมบัติการต้านทานความร้อนและฉนวนของวัสดุเซรามิกเพื่อให้การรองรับโครงสร้างที่มั่นคงสำหรับฟิวส์กระแสตรงในรถยนต์ เนื่องจากกำลังของวงจรไฟฟ้าแรงสูง DC- ของยานพาหนะพลังงานใหม่ยังคงเพิ่มขึ้น ชิ้นส่วนเซรามิกที่เกี่ยวข้องจึงจำเป็นต้องปรับปรุงความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ความแข็งแรงทางกล และความเสถียรของมิติเพิ่มเติม

 

 

โดยปกติระบบกักเก็บพลังงานจะต้องทำงานเป็นเวลานานและอาจอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน เช่น อุณหภูมิสูง อุณหภูมิต่ำ ความชื้น ฝุ่น ฯลฯ อินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงาน อุปกรณ์จ่ายไฟ DC ระบบจัดการแบตเตอรี่ และระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง- ล้วนมีความต้องการวัสดุฉนวนสูง

 

ในคอนเวอร์เตอร์และอินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงาน พื้นผิวเซรามิกสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและระบบกระจายความร้อน ทำให้มั่นใจได้ถึงความเป็นฉนวนไฟฟ้าในขณะเดียวกันก็นำความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็ว สำหรับระบบสวิตช์ความถี่สูง- คุณสมบัติไดอิเล็กตริกของวัสดุเซรามิกยังส่งผลต่อพารามิเตอร์ของปรสิตและความสมบูรณ์ของสัญญาณด้วย ดังนั้นการเลือกวัสดุจึงต้องได้รับการประเมินอย่างครอบคลุมร่วมกับระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังทั้งหมด

 

ในการใช้งานฟิวส์ ตัวฉนวนเซรามิก Steatite แบบเซรามิกสามารถใช้ประโยชน์จากฉนวนไฟฟ้าที่ดีและคุณสมบัติทนความร้อนของวัสดุ เช่น เครื่องเคลือบ steatite เพื่อใช้เป็นฉนวนและรองรับโครงสร้างของอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าเฉพาะ ระบบเซรามิกต่างๆ มีความแข็งแรงของไดอิเล็กตริก คุณสมบัติทางกล ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน และคุณลักษณะการประมวลผลที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเลือกจริงจึงต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมโดยพิจารณาจากแรงดัน กระแส อุณหภูมิ และภาระทางกล

 

 

 

อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์สำคัญที่เชื่อมต่อระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กับโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์กำลัง อุปกรณ์กรอง และอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง-จำนวนมาก เนื่องจากระดับพลังงานของระบบเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การจัดการระบายความร้อนและการออกแบบฉนวนภายในอุปกรณ์จึงมีความสำคัญมากขึ้น

 

พื้นผิวที่หุ้มทองแดงแบบเซรามิก-สามารถรับรู้ถึงการส่งกระแสผ่านชั้นโลหะ และใช้ไดอิเล็กทริกแบบเซรามิกเพื่อให้เกิดการแยกทางไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็ถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์จ่ายไฟไปยังโครงสร้างการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว สำหรับ IGBT กำลังสูง-, SiC MOSFET และอุปกรณ์อื่นๆ ค่าการนำความร้อน การจับคู่การขยายตัวทางความร้อน และประสิทธิภาพของฉนวนของวัสดุบรรจุภัณฑ์จะส่งผลโดยตรงต่อ-ความน่าเชื่อถือในระยะยาวของโมดูล

 

ในเวลาเดียวกัน ฟิวส์แรงดันสูง-และชิ้นส่วนโครงสร้างเซรามิกของพวกมันยังมีบทบาทในการป้องกันด้านไฟฟ้ากระแสตรงของเซลล์แสงอาทิตย์อีกด้วย เคสเซรามิกสำหรับ Fuse Link สามารถให้ตัวเรือนที่เป็นฉนวนและการรองรับทางกลสำหรับส่วนประกอบฟิวส์ และทนทานต่อความเค้นทางความร้อนและทางกลที่สอดคล้องกันในระหว่างกระบวนการตัดข้อบกพร่อง-

 

 

เซรามิกอลูมินามีรากฐานการผลิตทางอุตสาหกรรมที่เติบโตเต็มที่ ระบบวัสดุมีความเสถียร สามารถควบคุมต้นทุนได้ค่อนข้างมาก และสามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนผ่านกระบวนการขึ้นรูปและการเผาผนึกต่างๆ ดังนั้นจึงมีการใช้งานที่หลากหลายในด้านพลังงานใหม่และเครื่องใช้ไฟฟ้า

 

ในฟิวส์แรงดันสูง-สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ ท่อฉนวนอลูมินาเซรามิกสำหรับฟิวส์สามารถใช้เป็นฉนวนและการแยกระหว่างชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าต่างๆ สำหรับระบบป้องกันยานยนต์ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า ท่อเซรามิกยังต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่ครอบคลุม เช่น ระยะห่างตามผิวฉนวน ระยะห่างทางไฟฟ้า ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และการประกอบทางกล

 

สำหรับฟิวส์ยานยนต์แรงดันสูง- ความบริสุทธิ์ของวัสดุยังส่งผลต่อคุณสมบัติไดอิเล็กทริกและความเสถียรทางกลของผลิตภัณฑ์อีกด้วย . 95% หลอดเซรามิกอลูมินาสำหรับฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูงเป็นหนึ่งในรูปแบบการใช้งานเซรามิกอลูมินาทั่วไป ระบบวัสดุเฉพาะต้องได้รับการจับคู่ตามแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน อุณหภูมิ ขนาดโครงสร้าง และกระบวนการผลิต

 

ด้วยการพัฒนาแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง-ในยานยนต์ สภาพแวดล้อมที่ท่ออลูมินาเซรามิกสำหรับหน้าฟิวส์ยานยนต์ไฟฟ้าแรงสูง-มีความซับซ้อนมากขึ้น รวมถึงการสลับความถี่สูง- กระแสไฟกระชาก วงจรของอุณหภูมิ และการสั่นสะเทือนทางกล ดังนั้นการปรับปรุงความแข็งแรงของฉนวนของวัสดุเซรามิกเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการ นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพสูตรเซรามิก ความหนาแน่นของการเผาผนึก ความแม่นยำของขนาด และการออกแบบโครงสร้างอย่างครอบคลุม

 

 

การพัฒนาอุปกรณ์พลังงานใหม่อย่างชาญฉลาดยังขับเคลื่อนการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์เซรามิกและวัสดุเซรามิกที่ใช้งานได้ วัสดุ เช่น เซอร์โคเนีย เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก และเฟอร์ไรต์สามารถใช้คุณสมบัติทางไฟฟ้า ความร้อน และทางกลพิเศษเพื่อตรวจจับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความเข้มข้นของก๊าซ และกระแสไฟฟ้า

 

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง- วัสดุเซรามิกมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีและสามารถนำมาใช้ในโครงสร้างการป้องกันเซ็นเซอร์และส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนได้ วัสดุเซรามิกบางชนิดยังมีคุณสมบัติการแปลงเพียโซอิเล็กทริก ไดอิเล็กทริก หรือแมกนีโตอิเล็กทริก และสามารถใช้ในระบบการตรวจจับในยานพาหนะพลังงานใหม่ การควบคุมทางอุตสาหกรรม และอุปกรณ์พลังงานอัจฉริยะ

 

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการขับขี่อัตโนมัติ การจัดการแบตเตอรี่ และระบบตรวจสอบการจัดเก็บพลังงาน ข้อกำหนดสำหรับ-ความเสถียรในระยะยาว การต่อต้าน-การรบกวนสิ่งแวดล้อม และความแม่นยำของมิติของเซ็นเซอร์ยังคงเพิ่มขึ้น ซึ่งยังส่งเสริมการพัฒนาเซรามิกเชิงฟังก์ชันในทิศทางของความแม่นยำและการบูรณาการ

 

 

 

โดยปกติแล้วอุปกรณ์พลังงานใหม่จะต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปี ดังนั้นชิ้นส่วนเซรามิกจึงไม่สามารถตอบสนองตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพเบื้องต้นได้เท่านั้น แต่ต้องมีความน่าเชื่อถือที่ดีในระยะยาว-ด้วย การเลือกวัสดุ กระบวนการขึ้นรูป กระบวนการเผาผนึก การรักษาพื้นผิว และการควบคุมขนาด ล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย

 

สำหรับเซรามิกฉนวนไฟฟ้าแรงสูง- จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่ตัวชี้วัด เช่น ความเป็นฉนวน ความต้านทานของปริมาตร ระยะห่างตามผิวฉนวน และการคายประจุบางส่วน สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างเซรามิกที่ต้องรับภาระทางกล จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การประเมินความแข็งแรงดัดงอ ความทนทานต่อการแตกหัก ประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และความเค้นในการประกอบ

 

นอกจากนี้ ความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนระหว่างเซรามิกและโลหะยังเป็นประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณาในการออกแบบทางวิศวกรรมอีกด้วย เมื่ออุปกรณ์ผ่านวงจรอุณหภูมิสูงและต่ำบ่อยครั้ง ความเครียดจากความร้อนอาจเกิดขึ้นระหว่างวัสดุที่แตกต่างกัน หากการออกแบบโครงสร้างและการจับคู่วัสดุไม่สมเหตุสมผล การหมุนเวียน-ในระยะยาวอาจทำให้เกิดการแตกร้าวของส่วนต่อประสาน การหลุดร่อน และแม้กระทั่งความล้มเหลวของฉนวน

 

ดังนั้น ในระหว่างกระบวนการพัฒนาส่วนประกอบฉนวนไฟฟ้าแรงสูง- เช่น ท่อเซรามิกหุ้มฉนวนในฟิวส์ EV จำเป็นต้องดำเนินการออกแบบที่ครอบคลุมจากหลายมิติของวัสดุ โครงสร้าง การผลิต และการตรวจสอบยืนยัน และความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ไม่สามารถตัดสินได้ด้วยการอาศัยดัชนีประสิทธิภาพของวัสดุเพียงตัวเดียว
 

 

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมพลังงานใหม่กำลังเปลี่ยนแปลงจากการขยายกำลังการผลิตที่ติดตั้งไปเป็นการปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน ประสิทธิภาพของระบบ และความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน ยานพาหนะพลังงานใหม่กำลังพัฒนาไปสู่แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าสูง- 800V ระบบกักเก็บพลังงานกำลังได้รับการอัพเกรดให้มีพลังงานสูงขึ้นและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น และอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ยังคงปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงและความหนาแน่นของพลังงานอย่างต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้เกิดข้อกำหนดทางเทคนิคใหม่สำหรับวัสดุเซรามิก

 

ในอนาคตการพัฒนาของชิ้นส่วนเซรามิกพลังงานใหม่จะให้ความสำคัญกับการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันของวัสดุและการออกแบบโครงสร้างมากขึ้น ในด้านหนึ่ง จำเป็นต้องพัฒนาวัสดุเซรามิกที่มีค่าการนำความร้อนสูงกว่า ความเป็นฉนวนที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพการจับคู่การขยายตัวทางความร้อนที่ดีขึ้น ในทางกลับกัน ยังจำเป็นต้องปรับปรุงความสม่ำเสมอของขนาดผลิตภัณฑ์และความเสถียรของแบทช์ผ่านการขึ้นรูปที่แม่นยำ การเผาผนึกขั้นสูง และการตรวจสอบอัตโนมัติ

 

ในเวลาเดียวกัน การใช้ชิ้นส่วนเซรามิกจะค่อยๆ ขยายจากปลอกฉนวน เคสซิ่ง และพื้นผิวแบบเดิมไปจนถึงการเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูง- บรรจุภัณฑ์โมดูลพลังงาน เซ็นเซอร์ ฟิวส์ และชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแม่นยำของอุปกรณ์พลังงานใหม่ สำหรับฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง- วัสดุเซรามิกจะยังคงเป็นระบบวัสดุที่สำคัญในรถยนต์พลังงานใหม่และระบบป้องกันการจัดเก็บพลังงาน เนื่องจากมีข้อได้เปรียบที่ครอบคลุมในด้านฉนวน ทนความร้อน และการรองรับโครงสร้าง

 

โดยทั่วไปแล้ว แม้ว่าชิ้นส่วนเซรามิกมักจะไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในการแปลงพลังงาน แต่ก็ทำหน้าที่สำคัญ เช่น ฉนวน การกระจายความร้อน การป้องกัน การรองรับ และการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของยานพาหนะพลังงานใหม่ การจัดเก็บพลังงาน เซลล์แสงอาทิตย์ และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าแรงสูง- วัสดุเซรามิกกำลังเปลี่ยนจากวัสดุเสริมแบบดั้งเดิมไปเป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญซึ่งส่งผลต่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และอายุการใช้งานของอุปกรณ์พลังงานใหม่

 

ในอนาคต นวัตกรรมเทคโนโลยีเซรามิกที่เน้นไปที่ความน่าเชื่อถือสูง ค่าการนำความร้อนสูง ฉนวนสูง น้ำหนักเบา และการผลิตที่มีความแม่นยำ จะส่งเสริมการพัฒนาอุปกรณ์พลังงานใหม่ให้มีความหนาแน่นของพลังงานสูง ประสิทธิภาพสูง และ-การทำงานที่เชื่อถือได้ในระยะยาว