Den nye energiindustri accelererer sin opgradering, og anvendelsesværdien af ​​keramiske dele i elektrificering og elektriske-højspændingsfelter fortsætter med at stige.

Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer, energilagring, fotovoltaik, brintenergi og høj-effektkraftelektronikteknologi har nyt energiudstyr stillet højere krav til høj-temperaturmodstand, isolering, korrosionsbestandighed, mekanisk styrke og dimensionsstabilitet af materialer. Med deres fremragende elektriske isolering, høje temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed, lave dielektriske tab og gode dimensionsstabilitet kommer keramiske materialer yderligere ind i anvendelsesscenarier, såsom strømbatterier, elektriske drivsystemer, højspændingselektricitet, energilagringsinvertere og ny energikraftelektronik fra traditionelle industriområder.

 

Sammenlignet med metalmaterialer er ingeniørkeramik normalt i stand til at opretholde relativt stabil ydeevne under høj temperatur, høj spænding, høj frekvens og komplekse kemiske miljøer. Derfor spiller de nøglefunktioner som isolering, isolering, strukturel støtte, termisk styring og elektrisk beskyttelse i noget nyt energiudstyr. Efterhånden som effekttætheden af ​​nye energisystemer fortsætter med at stige, strækker anvendelsesområdet for keramiske dele sig også fra enkelte isolerende komponenter til præcise strukturelle dele og funktionelle komponenter.

 

 

 

Strømbatteriet er et af de vigtigste kernesystemer i nye energikøretøjer. Dets arbejdsmiljø involverer højspænding, stor strøm, temperaturændringer og-langvarige mekaniske vibrationer, så det stiller strenge krav til elektrisk isolering og termisk sikkerhed. Inde i batteriet kan keramiske materialer deltage i sikkerhedsbeskyttelse i forskellige former såsom belægninger, separatorer, isolerende konstruktionsdele og tætningsdele.

 

Keramiske-belagte membraner er en af ​​de mere repræsentative anvendelser. Ved at indføre uorganiske keramiske partikler, såsom aluminiumoxid og boehmit, på overfladen af ​​polyolefinbasisfilmen, kan dimensionsstabiliteten og varmebestandigheden af ​​separatoren under høje temperaturforhold forbedres. Når batteriet er ved høj temperatur eller under unormale driftsforhold, kan den keramiske belægning reducere risikoen for betydelig krympning af separatoren og derved give mere stabile isolationsforhold mellem de positive og negative elektroder.

 

I højspændingsbatterisystemer kan keramiske isolatorer også bruges til elektrisk isolering mellem elektroder, terminaler og andre ledende strukturer. For eksempel skal EV Fuse Ceramic Body opfylde isoleringsydelsen, den mekaniske styrke og en vis termisk stabilitet på samme tid. Dens materialeegenskaber vil direkte påvirke driftssikkerheden af ​​højspændingsbeskyttelseskomponenter under unormale strømforhold.

 

Efterhånden som spændingsplatformen for nye energikøretøjer gradvist udvikler sig til 800V og højere, fortsætter den spændingsbelastning, der udholdes af elektriske-højspændingskomponenter, med at stige. Keramiske strukturelle dele, såsom Ceramic Body for EV Fuse, skal opnå pålidelig isolering i et begrænset rum, samtidig med at de modstår de termiske stød og mekaniske belastninger, der genereres under smeltningsprocessen. Derfor er materialeformulering, sintringsproces og dimensionsnøjagtighed blevet vigtige faktorer i produktdesign.

 

 

Høj-beskyttelsessystemer i nye energikøretøjer og energilagringsudstyr skal normalt hurtigt afbryde strømmen under unormale forhold, såsom kortslutninger og overbelastninger. Som en vigtig overstrømsbeskyttelseskomponent spiller de interne keramiske komponenter i sikringer ikke kun en isolerende rolle, men skal også matches med smelte- og fyldmaterialer for at fuldføre lysbueslukning, varmeisolering og strukturel støtte.

 

I traditionelt lavspændings- og industrielt elektrisk udstyr har keramiske rør, keramiske bøsninger og keramiske huse allerede et relativt modent anvendelsesgrundlag. Med udviklingen af ​​højspændingssystemer til nye energikøretøjer opgraderes keramiske materialer yderligere til højspænding, kompakthed og høj pålidelighed. For eksempel skal Alumina Ceramic Tube for High Voltage EV Fuse tage højde for høj dielektrisk styrke, mekanisk styrke og varmemodstand for at tilpasse sig det komplekse arbejdsmiljø i højspændingskredsløbet i nye energikøretøjer.

 

Aluminiumoxidkeramik er et af de almindelige tekniske keramiske materialer i højspændingssikringer.- Den har høj isoleringsstyrke, varmebestandighed og kemisk stabilitet og kan laves til rørformede, muffe-lignende eller special-formede strukturer gennem sintringsprocessen. Al2O3 Alumina keramisk rør til højspændingssikring kan bruges som en isolerende og strukturel støttekomponent i højspændingsbeskyttelsesenheder for at give stabil isolation til forskellige ledende områder inde i sikringen.

 

Til hjælpekredsløb til biler og højspændingstilbehørssystemer skal keramiske huse også tilpasse sig mere komplekse installationspladser og krav til mekaniske tilslutninger. Et keramisk legeme til et elektrisk køretøjs hjælpesikring er en sådan anvendelse. Dets design skal ikke kun være opmærksom på isolationsafstanden, men skal også tage højde for dimensionstolerancer, monteringsmetoder, temperaturstigning og langsigtet-pålidelighed.

 

 

 

Nye elektriske drivsystemer til energikøretøjer udvikler sig i retning af høj hastighed, høj effekttæthed og høj effektivitet. Motorer, invertere og relaterede strømmoduler har været udsat for høj-omskiftning og temperaturændringer i lang tid, og traditionelle materialer kan gradvist begrænses med hensyn til isolering, varmebestandighed og slidstyrke.

 

Keramiske lejer er en repræsentativ anvendelse i elektriske drivsystemer. Strukturel keramik som siliciumnitrid har egenskaberne lav densitet, høj hårdhed, god slidstyrke og fremragende elektrisk isoleringsegenskaber. De kan reducere mekanisk friktion i høj-motormiljøer og reducere risikoen for elektrisk korrosion forårsaget af akselstrømme.

 

For elektriske drivsystemer, der anvender krafthalvledere af siliciumcarbid, er effektomskiftningsfrekvensen og omskiftningshastigheden blevet yderligere øget, hvilket gør, at systemet stillede strengere krav til isoleringsmaterialer og emballagestrukturer. Keramiske substrater kan give pålidelig elektrisk isolation mellem ledende strukturer og varmeafledningsstrukturer, mens de udfører varmeledningsopgaver, hvilket gør dem til et vigtigt grundmateriale til høj-effekt-tæthedselektroniske effektmoduler.

 

Ud over det keramiske underlag inde i det elektriske drivsystem skal højspændingssikringskomponenter også have en stabil isoleringsstruktur. For eksempel skal det keramiske hus til overbelastnings- og kortslutningsbeskyttelsessikring opretholde god isolering under normale driftsforhold og modstå store forbigående termiske belastninger under overbelastnings- eller kortslutningsbeskyttelse.

 

 

Strømhalvlederenheder i nye energikøretøjer, energilagringsomformere og fotovoltaiske invertere genererer en stor mængde varme under drift. Efterhånden som systemets effekttæthed stiger, er varmeafledning blevet en af ​​de vigtige faktorer, der begrænser ydeevnen af ​​strømenheder.

 

Keramiske substrater kan give både elektrisk isolering og varmeledningsfunktioner, så de er meget udbredt i strømmodulemballage.

 

Materialer som aluminiumoxid og aluminiumnitrid har forskellige varmeledningsegenskaber og omkostningskarakteristika og kan vælges baseret på driftsspænding, effektniveau, krav til termisk modstand og fremstillingsomkostninger.

 

Blandt dem har aluminiumnitrid høj termisk ledningsevne og lav termisk udvidelseskoefficient og har høj anvendelsesværdi inden for høj-elektronisk emballage. Når keramiske materialer kombineres med metalledere såsom kobber, kan de danne en sammensat struktur med ledende, varmeaflednings- og isoleringsfunktioner, hvilket giver et stabilt emballagegrundlag for halvlederenheder med bred-båndafstand, såsom SiC.

 

Inden for elektrisk beskyttelse af ny energi kan keramiske materialer til DC Automotive Fuses udnytte varmebestandigheden og isoleringsegenskaberne for keramiske materialer til at give stabil strukturel støtte til DC-sikringer til biler. Efterhånden som effekten af ​​DC-højspændingskredsløb i nye energikøretøjer fortsætter med at stige, skal relaterede keramiske dele yderligere forbedre deres termiske stødmodstand, mekaniske styrke og dimensionsstabilitet.

 

 

Energilagringssystemer skal normalt fungere i lang tid og kan være i komplekse miljøer såsom høj temperatur, lav temperatur, fugt, støv osv. Energilagringsinvertere, DC-strømdistributionsudstyr, batteristyringssystemer og højspændingsbeskyttelsessystemer har alle stor efterspørgsel efter isoleringsmaterialer.

 

I energilagringsomformere og -invertere kan keramiske substrater forbinde strømenheder og varmeafledningssystemer, hvilket sikrer elektrisk isolering, mens de hurtigt leder den varme, der genereres af enhederne. For høj--omskiftningssystemer påvirker de dielektriske egenskaber af keramiske materialer også parasitære parametre og signalintegritet, så materialevalg skal evalueres grundigt sammen med hele kraftelektroniksystemet.

 

I sikringsapplikationer kan Isolerende elektrisk Steatit Ceramic Fused Body drage fordel af den gode elektriske isolering og varmemodstandsegenskaber af materialer som steatitporcelæn, der skal bruges til isolering og strukturel støtte af specifikke elektriske beskyttelsesanordninger. Forskellige keramiske systemer har forskellige dielektriske styrker, mekaniske egenskaber, termiske ekspansionskoefficienter og behandlingsegenskaber, så det faktiske valg skal bestemmes grundigt baseret på spænding, strøm, temperatur og mekanisk belastning.

 

 

 

Den fotovoltaiske inverter er en vigtig enhed, der forbinder det fotovoltaiske elproduktionssystem og vekselstrømsnettet. Den indeholder et stort antal effekthalvledere, filterenheder og elektriske-højspændingskomponenter. Efterhånden som energiniveauerne for solcelleanlæg fortsætter med at stige, bliver termisk styring og isoleringsdesign i udstyret vigtigere.

 

Det keramiske kobber-beklædte substrat kan realisere strømtransmission gennem metallaget og bruge det keramiske dielektrikum til at opnå elektrisk isolering, mens det hurtigt overfører den varme, der genereres af strømenheden, til varmeafledningsstrukturen. For høj-effekt IGBT, SiC MOSFET og andre enheder vil den termiske ledningsevne, termisk ekspansionstilpasning og isoleringsydelse af emballagematerialet direkte påvirke den langsigtede-pålidelighed af modulet.

 

Samtidig spiller højspændingssikringer og deres keramiske konstruktionsdele også en rolle i fotovoltaisk DC-sidebeskyttelse. Det keramiske kabinet til Fuse Link kan give et isolerende hus og mekanisk støtte til sikringselementet og modstå den tilsvarende termiske og mekaniske belastning under fejlafskæringsprocessen.-

 

 

Alumina keramik har et modent industriel fremstillingsgrundlag. Dets materialesystem er stabilt, dets omkostninger er relativt kontrollerbare, og det kan fremstille komplekse strukturer gennem forskellige støbe- og sintringsprocesser. Derfor har den en bred vifte af anvendelser inden for ny energi og elektriske apparater.

 

I nye energikøretøjers højspændingssikringer kan Alumina Ceramic Insulator Tube for Fuse bruges til isolering og isolering mellem forskellige ledende dele. For bilbeskyttelsessystemer med højere spændingsniveauer skal keramiske rør også opfylde omfattende krav, såsom krybeafstand, elektrisk spillerum, modstand mod termisk stød og mekanisk samling.

 

For højspændingssikringer til biler påvirker materialets renhed også de dielektriske egenskaber og den mekaniske stabilitet af produktet. Det specifikke materialesystem skal matches i henhold til arbejdsspænding, temperatur, strukturel størrelse og produktionsproces.

 

Med udviklingen af ​​højspændingsplatforme til biler er det miljø, som Alumina Ceramic Tube for High-Voltage Automotive Fuse står over for, blevet mere komplekst, herunder høj-omskiftning, strømstød, temperaturcyklusser og mekaniske vibrationer. Derfor er blot en forbedring af isoleringsstyrken af ​​keramiske materialer ikke nok til at opfylde kravene. Det er også nødvendigt at optimere den keramiske formel, sintringstæthed, dimensionsnøjagtighed og strukturelt design.

 

 

Den intelligente udvikling af nyt energiudstyr har også drevet anvendelsen af ​​keramiske sensorer og funktionelle keramiske materialer. Materialer som zirconia, piezoelektrisk keramik og ferrit kan bruge deres specielle elektriske, termiske og mekaniske egenskaber til at detektere parametre som temperatur, tryk, gaskoncentration og strøm.

 

I miljøer med høje-temperaturer har keramiske materialer god termisk stabilitet og kan bruges i sensorbeskyttelsesstrukturer og følsomme komponenter. Nogle keramiske materialer har også piezoelektriske, dielektriske eller magnetoelektriske konverteringsegenskaber og kan bruges i sensorsystemer i nye energikøretøjer, industriel kontrol og smart strømudstyr.

 

Med den kontinuerlige udvikling af autonom kørsel, batteristyring og energilagringsovervågningssystemer stiger kravene til langtids-stabilitet, anti-miljøinterferens og dimensionsnøjagtighed af sensorer, hvilket også fremmer udviklingen af ​​funktionel keramik i retning af præcision og integration.

 

 

 

Nyt energiudstyr skal normalt fungere uafbrudt i mange år, så keramiske dele kan ikke kun opfylde de første præstationsindikatorer, men skal også have en god-pålidelighed på lang sigt. Materialevalg, støbeproces, sintringsproces, overfladebehandling og dimensionskontrol har alle indflydelse på den endelige ydeevne.

 

For højspændingsisolerende keramik er det nødvendigt at fokusere på indikatorer såsom dielektrisk styrke, volumenmodstand, krybeafstand og delvis afladning. For keramiske konstruktionsdele, der udsættes for mekaniske belastninger, er det nødvendigt at fokusere på evalueringen af ​​bøjningsstyrke, brudsejhed, termisk chokydelse og montagespænding.

 

Derudover er forskellen i termisk udvidelseskoefficient mellem keramik og metaller også et vigtigt spørgsmål, der skal overvejes i ingeniørdesign. Når udstyr gennemgår hyppige høj- og lavtemperaturcyklusser, kan der udvikles termisk stress mellem forskellige materialer. Hvis det strukturelle design og materialetilpasning ikke er rimeligt, kan langvarig-cykling føre til interface revner, delaminering og endda isolationsfejl.

 

Derfor er det under udviklingsprocessen af-højspændingsisoleringskomponenter som f.eks. isoleret keramisk rør i EV-sikringer nødvendigt at udføre omfattende design ud fra flere dimensioner af materiale, struktur, fremstilling og verifikation, og produktpålidelighed kan ikke bedømmes udelukkende ved at stole på et enkelt materialeydeevneindeks.
 

 

I øjeblikket er den nye energiindustri ved at ændre sig fra blot at udvide den installerede kapacitet til at forbedre strømtætheden, systemeffektiviteten og driftssikkerheden. Nye energikøretøjer udvikler sig mod 800V højspændingsplatforme, energilagringssystemer bliver opgraderet til højere effekt og længere levetid, og fotovoltaiske invertere fortsætter med at forbedre konverteringseffektiviteten og effekttætheden. Disse ændringer har fremsat nye tekniske krav til keramiske materialer.

 

I fremtiden vil udviklingen afnye energikeramiske delevil være mere opmærksom på den kollaborative optimering af materialeydeevne og strukturelt design. På den ene side er det nødvendigt at udvikle keramiske materialer med højere termisk ledningsevne, højere dielektrisk styrke og bedre termisk ekspansionsmatchende ydeevne; på den anden side er det også nødvendigt at forbedre produktets dimensionelle konsistens og batchstabilitet gennem præcisionsstøbning, avanceret sintring og automatiseret inspektion.

 

Samtidig vil anvendelsen af ​​keramiske dele gradvist udvides fra traditionelle isolerende muffer, huse og substrater til høj-spændingsforbindelser, strømmodulemballage, sensorer, sikringer og præcisionsstrukturelle dele af nyt energiudstyr. For højspændingssikringer vil keramiske materialer forblive et vigtigt materialesystem i nye energikøretøjer og energilagringsbeskyttelsessystemer på grund af deres omfattende fordele inden for isolering, varmebestandighed og strukturel støtte.

 

Generelt set, selvom keramiske dele normalt ikke deltager direkte i energiomdannelsen, udfører de nøglefunktioner såsom isolering, varmeafledning, beskyttelse, støtte og pålidelig forbindelse. Med den kontinuerlige udvikling af nye energikøretøjer, energilagring, fotovoltaik og højspændingselektroniske teknologier forvandles keramiske materialer fra traditionelle hjælpematerialer til vigtige grundmaterialer, der påvirker sikkerheden, effektiviteten og levetiden for nyt energiudstyr.

 

I fremtiden vil keramisk teknologisk innovation centreret om høj pålidelighed, høj varmeledningsevne, høj isolering, letvægt og præcisionsfremstilling yderligere fremme udviklingen af ​​nyt energiudstyr i retning af høj effekttæthed, høj effektivitet og langsigtet pålidelig drift.