Изследване на керамични предпазители за защита на електрически превозни средства

Изследването на керамични предпазители за защита на електрически превозни средства е едно от ключовите насоки на материалите в системата за електрическа безопасност на нови енергийни превозни средства. Тъй като-платформите с високо напрежение (400V/800V и по-високи) постепенно стават масови, предпазителите не само изпълняват защита срещу свръхток, но също така са изправени пред по-високи изисквания за изолационни характеристики, устойчивост на топлина и структурна стабилност. На този фон керамичните материали, с тяхната отлична всеобхватна производителност, се превърнаха в основен компонент на високо-структури на предпазители с типични приложения, включително ключови структурни компоненти като керамично тяло за EV предпазител и керамика за DC автомобилни предпазители.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Електрическите системи на съвременните електрически превозни средства се състоят от захранващи батерии, системи за моторно задвижване,-бордови зарядни устройства и-блокове за разпределение на захранване с високо напрежение, което ги прави значително по-сложни от традиционните бензинови превозни средства. Изискванията за висока изходна мощност и бързо зареждане карат системата да работи при условия на високо напрежение и висок ток за продължителни периоди, поставяйки строги изисквания към способността-за гасене на дъгата, изолационните характеристики и термичната стабилност на предпазителите. Като изолация на сърцевината и-носеща конструкция на предпазителите, керамичните материали пряко влияят върху цялостната безопасност и надеждност в приложения като керамична тръба за високоволтов предпазител и керамична тръба за EV DC предпазител.

 

Основната функция на предпазителите в електрическите превозни средства е способността им бързо да реагират и прекъсват необичайни токове. Когато възникне късо съединение или претоварване, предпазителят трябва да се стопи и да потисне дъгата за много кратко време, за да се предотврати необратимо увреждане на акумулаторната система и критичните електрически компоненти. Следователно неговите структурни материали се нуждаят не само от висока изолационна якост, но и от добра устойчивост на термичен шок и механична цялост. Например, в приложения като керамичното тяло за защита от претоварване и предпазител от късо съединение, керамичната структура участва директно в ограничаването на дъгата и термичната изолация.

 

От гледна точка на материалите, алуминиевата керамика (особено 95% алуминиева керамика) се превърна в един от основните избори. Тези материали притежават отлично обемно съпротивление и якост на разрушаване, като същевременно поддържат стабилни механични свойства дори при високи температури. При практически приложения, като алуминиева керамика за предпазител с болтово свързване EV и керамично тяло за серия с болтово закрепване на предпазител, се изисква не само висока якост (по-голяма или равна на 300 MPa), но също така трябва да се вземат предвид херметичността и издръжливостта на структурата на капсулиране.

 

Предимствата на керамичните материали в предпазителите се отразяват главно в следните аспекти: Първо, техните отлични електроизолационни свойства ефективно предотвратяват течове и рискове от повреда в системи с високо-напрежение; второ, тяхната превъзходна устойчивост на топлина им позволява да издържат на моментните високи температури, генерирани по време на процеса на топене; трето, тяхната висока механична якост спомага за устойчивост на вибрации и удари; и четвърто, тяхната добра устойчивост на корозия им позволява да се адаптират към сложни автомобилни среди. Тези характеристики правят материали като изолиращо електрическо стеатитно керамично стопено тяло и керамичен корпус за предпазител незаменими в практическото инженерство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Въпреки значителните предимства на керамичните материали, остават няколко технически предизвикателства при тяхното действително изследване и приложение. Първо, съществува въпросът за оптимизиране на съставите на материалите, изискващ баланс между якост, коефициент на топлинно разширение и изолационни характеристики, за да се отговори на строгите изисквания на среди с постоянен ток с високо-напрежение. Второ, има трудности в техниките за обработка и формоване; поради присъщата крехкост на керамичните материали, лесно се генерират пукнатини или дефекти по време на високо-прецизна обработка, което се отразява на крайното представяне. Освен това оценката на стабилността на производителността е решаваща стъпка, изискваща дългосрочни-тестове за стареене и термични цикли, за да се провери надеждността при сложни условия на работа, особено важно в приложения като връзката на предпазителя на керамичната тръба за EV зарядно устройство и керамичната тръба за британския стандартен предпазител на EV.

 

По отношение на ключови технически показатели, текущите изследвания се фокусират върху подобряване на якостта на огъване на материала (целева стойност приблизително 340 MPa), обемно съпротивление (по-голямо или равно на 1,0×10¹⁴ Ω·cm) и якост на разрушаване (по-голямо или равно на 42 kV/mm). Едновременно с това, по отношение на контрола на термичното разширение, коефициентът на линейно разширение трябва да бъде стабилизиран в диапазона от 7,0–7,5×10⁻⁶/градус (25 градуса до 800 градуса), за да се намали рискът от структурна повреда поради термично напрежение.

 

На ниво проектиране на материали, разработването на нови системи за формулиране за постигане на синергична оптимизация на якостта и топлинните характеристики е една от важните настоящи изследователски посоки.

 

В бъдеще, докато новите енергийни превозни средства се развиват към по-високо напрежение и интелигентни посоки, стопените керамични материали ще продължат да се развиват. От една страна, новите керамични системи допълнително ще подобрят ограниченията на производителността, за да отговорят на изискванията на приложения с по-висока плътност на мощността; от друга страна, усъвършенстваните производствени процеси (като прецизно формоване и високо-температурно синтероване) ще стимулират миниатюризацията и олекотяването на продукта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Едновременно с това, за да отговорят на нуждите на интелигентните системи за защита, керамичните структури могат също да се комбинират с функции за наблюдение и наблюдение, разширявайки границите на тяхното приложение в областта на керамиката за предпазители за електрически и хибридни превозни средства.

 

като цяло,керамични предпазители за електромобилизащита се трансформират от традиционни структурни материали към високо{0}}ефективни функционални материали и техният технологичен напредък ще повлияе пряко върху безопасността и надеждността на новите енергийни електрически системи на превозните средства. Водена от непрекъснати пробиви в науката за материалите и производствените технологии, тази област притежава широки перспективи за развитие и потенциал за приложение.