De nieuwe energie-industrie versnelt haar modernisering, en de toepassingswaarde van keramische onderdelen bij elektrificatie en elektrische hoogspanningsvelden blijft toenemen.

Met de snelle ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, energieopslag, fotovoltaïsche zonne-energie, waterstofenergie en hoog-vermogenselektronicatechnologie, heeft nieuwe energieapparatuur hogere eisen gesteld aan hoge- temperatuurbestendigheid, isolatie, corrosieweerstand, mechanische sterkte en dimensionele stabiliteit van materialen. Met hun uitstekende elektrische isolatie, hoge temperatuurbestendigheid, corrosiebestendigheid, laag diëlektrisch verlies en goede maatvastheid komen keramische materialen steeds vaker in toepassingsscenario's terecht, zoals accu's, elektrische aandrijfsystemen, hoog-elektrische hoogspanningsomvormers, omvormers voor energieopslag en nieuwe energie-energie-elektronica uit traditionele industriële velden.

 

Vergeleken met metalen materialen kan technische keramiek doorgaans relatief stabiele prestaties behouden onder hoge temperaturen, hoge spanning, hoge frequentie en complexe chemische omgevingen. Daarom spelen ze sleutelfuncties zoals isolatie, isolatie, structurele ondersteuning, thermisch beheer en elektrische bescherming in sommige nieuwe energieapparatuur. Naarmate de vermogensdichtheid van nieuwe energiesystemen blijft toenemen, breidt het toepassingsgebied van keramische onderdelen zich ook uit van afzonderlijke isolerende componenten tot precieze structurele onderdelen en functionele componenten.

 

 

 

De energiebatterij is een van de belangrijkste kernsystemen van nieuwe energievoertuigen. De werkomgeving gaat gepaard met hoge spanning, grote stroomsterkte, temperatuurveranderingen en mechanische trillingen op lange termijn. Daarom worden er strikte eisen gesteld aan elektrische isolatie en thermische veiligheid. In de batterij kunnen keramische materialen in verschillende vormen bijdragen aan de veiligheidsbescherming, zoals coatings, scheiders, isolerende structurele onderdelen en afdichtingsonderdelen.

 

Diafragma's met keramische-coating zijn een van de meer representatieve toepassingen. Door anorganische keramische deeltjes zoals aluminiumoxide en boehmiet op het oppervlak van de polyolefine-basisfilm te introduceren, kunnen de maatvastheid en hittebestendigheid van de separator onder omstandigheden van hoge temperatuur worden verbeterd. Wanneer de batterij een hoge temperatuur heeft of zich in abnormale bedrijfsomstandigheden bevindt, kan de keramische coating het risico op aanzienlijke krimp van de scheider verminderen, waardoor stabielere isolatieomstandigheden tussen de positieve en negatieve elektroden worden geboden.

 

In hoogspanningsbatterijsystemen kunnen keramische isolatoren ook worden gebruikt voor elektrische isolatie tussen elektroden, aansluitingen en andere geleidende structuren. De EV Fuse Ceramic Body moet bijvoorbeeld tegelijkertijd voldoen aan de isolatieprestaties, mechanische sterkte en bepaalde thermische stabiliteit. De materiaaleigenschappen ervan hebben een directe invloed op de bedrijfsbetrouwbaarheid van hoogspanningsbeveiligingscomponenten onder abnormale stroomomstandigheden.

 

Naarmate het spanningsplatform van nieuwe energievoertuigen zich geleidelijk ontwikkelt tot 800 V en hoger, blijft de spanningsbelasting die wordt veroorzaakt door elektrische hoogspanningscomponenten toenemen. Keramische structurele onderdelen zoals de keramische behuizing voor EV-zekering moeten betrouwbare isolatie bereiken in een beperkte ruimte en tegelijkertijd bestand zijn tegen de thermische schokken en mechanische spanning die tijdens het smeltproces worden gegenereerd. Daarom zijn de materiaalformulering, het sinterproces en de maatnauwkeurigheid belangrijke factoren geworden bij het productontwerp.

 

 

Hoogspanningsbeveiligingssystemen in nieuwe energievoertuigen en energieopslagapparatuur moeten doorgaans snel de stroom uitschakelen onder abnormale omstandigheden zoals kortsluiting en overbelasting. Als belangrijk onderdeel voor overstroombeveiliging spelen de interne keramische componenten van zekeringen niet alleen een isolerende rol, maar moeten ze ook worden gecombineerd met smelt- en vulmaterialen om boogdoving, warmte-isolatie en structurele ondersteuning te voltooien.

 

In traditionele laagspannings- en industriële elektrische apparatuur hebben keramische buizen, keramische bussen en keramische behuizingen al een relatief volwassen toepassingsbasis. Met de ontwikkeling van hoog-spanningssystemen voor nieuwe energievoertuigen worden keramische materialen verder geüpgraded naar hoge spanning, compactheid en hoge betrouwbaarheid. Alumina Ceramic Tube for High Voltage EV Fuse moet bijvoorbeeld rekening houden met hoge diëlektrische sterkte, mechanische sterkte en hittebestendigheid om zich aan te passen aan de complexe werkomgeving in het hoogspanningscircuit van nieuwe energievoertuigen.

 

Aluminiumoxide-keramiek is een van de meest voorkomende technische keramische materialen in hoog-zekeringen. Het heeft een hoge isolatiesterkte, hittebestendigheid en chemische stabiliteit, en kan door middel van het sinterproces tot buisvormige, huls--achtige of speciaal-vormige structuren worden verwerkt. Al2O3 aluminiumoxide keramische buis voor hoogspanningszekering kan worden gebruikt als isolerend en structureel ondersteunend onderdeel in hoogspanningsbeveiligingsapparaten om stabiele isolatie te bieden voor verschillende geleidende gebieden binnen de zekering.

 

Voor hulpcircuits in de auto en hoogspanningsaccessoiresystemen moeten keramische behuizingen zich ook aanpassen aan complexere installatieruimte en mechanische verbindingsvereisten. Een keramisch lichaam voor een hulpzekering van een elektrisch voertuig is zo'n toepassing. Bij het ontwerp moet niet alleen aandacht worden besteed aan de isolatieafstand, maar moet ook rekening worden gehouden met maattoleranties, montagemethoden, temperatuurstijging en betrouwbaarheid op de lange- termijn.

 

 

 

Elektrische aandrijfsystemen voor nieuwe energievoertuigen ontwikkelen zich in de richting van hoge snelheid, hoge vermogensdichtheid en hoge efficiëntie. Motoren, omvormers en aanverwante voedingsmodules zijn lange tijd blootgesteld aan hoogfrequente wisselingen en temperatuurveranderingen, en traditionele materialen kunnen geleidelijk aan beperkt worden in termen van isolatie, hittebestendigheid en slijtvastheid.

 

Keramische lagers zijn een representatieve toepassing in elektrische aandrijfsystemen. Structurele keramiek zoals siliciumnitride heeft de kenmerken van een lage dichtheid, hoge hardheid, goede slijtvastheid en uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen. Ze kunnen de mechanische wrijving in motoromgevingen met hoge- snelheden verminderen en het risico op elektrische corrosie veroorzaakt door asstromen verminderen.

 

Voor elektrische aandrijfsystemen die gebruik maken van siliciumcarbide halfgeleiders zijn de schakelfrequentie en de schakelsnelheid verder verhoogd, waardoor het systeem strengere eisen stelt aan isolatiematerialen en verpakkingsstructuren. Keramische substraten kunnen betrouwbare elektrische isolatie bieden tussen geleidende structuren en warmtedissipatiestructuren terwijl ze warmtegeleidingstaken uitvoeren, waardoor ze een belangrijk basismateriaal worden voor elektronische vermogensmodules met hoge-vermogen-dichtheid.

 

Naast het keramische substraat in het elektrische aandrijfsysteem moeten hoog-zekeringsbeschermingscomponenten ook een stabiele isolatiestructuur hebben. Het keramische lichaam voor de bescherming tegen overbelasting en kortsluiting moet bijvoorbeeld een goede isolatie behouden onder normale bedrijfsomstandigheden en bestand zijn tegen grote tijdelijke thermische spanningen tijdens bescherming tegen overbelasting of kortsluiting.

 

 

Vermogenshalfgeleiderapparaten in nieuwe energievoertuigen, energieopslagconverters en fotovoltaïsche omvormers genereren tijdens bedrijf een grote hoeveelheid warmte. Naarmate de vermogensdichtheid van het systeem toeneemt, is warmteafvoer een van de belangrijke factoren geworden die de prestaties van elektrische apparaten beperken.

 

Keramische substraten kunnen zowel elektrische isolatie- als thermische geleidingsfuncties bieden, daarom worden ze veel gebruikt in de verpakking van voedingsmodules.

 

Materialen zoals aluminiumoxide en aluminiumnitride hebben verschillende thermische geleidbaarheidseigenschappen en kostenkenmerken, en kunnen worden geselecteerd op basis van bedrijfsspanning, vermogensniveau, thermische weerstandsvereisten en productiekosten.

 

Onder hen heeft aluminiumnitride een hoge thermische geleidbaarheid en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, en heeft het een hoge toepassingswaarde op het gebied van elektronische verpakkingen met hoog-vermogen. Wanneer keramische materialen worden gecombineerd met metalen geleiders zoals koper, kunnen ze een composietstructuur vormen met geleidende, warmteafvoerende en isolerende functies, waardoor een stabiele verpakkingsbasis wordt geboden voor halfgeleiderapparaten met een grote bandafstand, zoals SiC.

 

Op het gebied van elektrische bescherming op het gebied van nieuwe energie kunnen keramische materialen voor DC Automotive Fuses de hittebestendigheid en isolatie-eigenschappen van keramische materialen gebruiken om stabiele structurele ondersteuning te bieden voor DC-zekeringen voor auto's. Naarmate het vermogen van gelijkstroom-hoogspanningscircuits van nieuwe energievoertuigen blijft toenemen, moeten gerelateerde keramische onderdelen hun thermische schokbestendigheid, mechanische sterkte en dimensionale stabiliteit verder verbeteren.

 

 

Energieopslagsystemen moeten doorgaans lange tijd functioneren en kunnen zich in complexe omgevingen bevinden, zoals hoge temperaturen, lage temperaturen, vocht, stof, enzovoort. Omvormers voor energieopslag, gelijkstroomdistributieapparatuur, batterijbeheersystemen en hoog-beschermingssystemen voor hoge spanning hebben allemaal een grote vraag naar isolatiematerialen.

 

In energieopslagconverters en omvormers kunnen keramische substraten stroomapparaten en warmtedissipatiesystemen verbinden, waardoor elektrische isolatie wordt gegarandeerd en de door de apparaten gegenereerde warmte snel wordt geleid. Voor hoogfrequente schakelsystemen hebben de diëlektrische eigenschappen van keramische materialen ook invloed op parasitaire parameters en signaalintegriteit, dus de materiaalkeuze moet uitgebreid worden geëvalueerd in combinatie met het gehele vermogenselektronicasysteem.

 

Bij zekeringstoepassingen kan het isolerende elektrische steatiet-keramische gesmolten lichaam profiteren van de goede elektrische isolatie- en hittebestendigheidseigenschappen van materialen zoals steatietporselein dat wordt gebruikt voor isolatie en structurele ondersteuning van specifieke elektrische beveiligingsapparatuur. Verschillende keramische systemen hebben verschillende diëlektrische sterkten, mechanische eigenschappen, thermische uitzettingscoëfficiënten en verwerkingskarakteristieken, dus de daadwerkelijke selectie moet uitgebreid worden bepaald op basis van spanning, stroom, temperatuur en mechanische belasting.

 

 

 

De fotovoltaïsche omvormer is een belangrijk apparaat dat het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem en het wisselstroomnet met elkaar verbindt. Het bevat een groot aantal vermogenshalfgeleiders, filterapparaten en elektrische hoog-componenten. Naarmate het vermogensniveau van fotovoltaïsche systemen blijft toenemen, worden het thermische beheer en het isolatieontwerp binnen de apparatuur steeds belangrijker.

 

Het met keramische koper-beklede substraat kan stroomtransmissie door de metaallaag realiseren en het keramische diëlektricum gebruiken om elektrische isolatie te bereiken, terwijl de door het voedingsapparaat gegenereerde warmte snel wordt overgedragen naar de warmtedissipatiestructuur. Voor IGBT-, SiC-MOSFET- en andere apparaten met een hoog-vermogen zullen de thermische geleidbaarheid, de aanpassing aan de thermische uitzetting en de isolatieprestaties van het verpakkingsmateriaal rechtstreeks van invloed zijn op de betrouwbaarheid op de lange- termijn van de module.

 

Tegelijkertijd spelen hoogspanningszekeringen en hun keramische structurele onderdelen ook een rol bij fotovoltaïsche DC-zijdebescherming. De keramische behuizing voor Fuse Link kan een isolerende behuizing en mechanische ondersteuning bieden voor het zekeringelement en is bestand tegen de overeenkomstige thermische en mechanische spanning tijdens het -foutuitschakelingsproces.

 

 

Aluminiumoxide-keramiek heeft een volwassen industriële productiebasis. Het materiaalsysteem is stabiel, de kosten zijn relatief beheersbaar en het kan complexe structuren vervaardigen via verschillende vorm- en sinterprocessen. Daarom heeft het een breed scala aan toepassingen op het gebied van nieuwe energie en elektrische apparaten.

 

In hoogspanningszekeringen voor nieuwe energievoertuigen kan de keramische isolatiebuis voor zekering van aluminiumoxide worden gebruikt voor isolatie en isolatie tussen verschillende geleidende delen. Voor autobeveiligingssystemen met hogere spanningsniveaus moeten keramische buizen ook voldoen aan uitgebreide eisen, zoals kruipafstand, elektrische speling, thermische schokbestendigheid en mechanische montage.

 

Voor hoogspannings-autozekeringen heeft de materiaalzuiverheid ook invloed op de diëlektrische eigenschappen en mechanische stabiliteit van het product.. 95% Alumina Ceramic Tube for High Voltage Fuse is een van de gebruikelijke toepassingsvormen van aluminiumoxide-keramiek. Het specifieke materiaalsysteem moet worden afgestemd op de werkspanning, temperatuur, structurele grootte en productieproces.

 

Met de ontwikkeling van hoogspanningsplatforms voor auto's is de omgeving waarmee keramische aluminiumoxidebuizen voor hoogspanningszekeringen voor auto's worden geconfronteerd complexer geworden, inclusief hoog-frequentieschakelingen, stroompieken, temperatuurcycli en mechanische trillingen. Daarom is het eenvoudigweg verbeteren van de isolatiesterkte van keramische materialen niet voldoende om aan de eisen te voldoen. Het is ook noodzakelijk om de keramische formule, de sinterdichtheid, de maatnauwkeurigheid en het structurele ontwerp volledig te optimaliseren.

 

 

De intelligente ontwikkeling van nieuwe energieapparatuur heeft ook de toepassing van keramische sensoren en functionele keramische materialen gestimuleerd. Materialen zoals zirkoniumoxide, piëzo-elektrisch keramiek en ferriet kunnen hun speciale elektrische, thermische en mechanische eigenschappen gebruiken om parameters zoals temperatuur, druk, gasconcentratie en stroom te detecteren.

 

In omgevingen met hoge- temperaturen hebben keramische materialen een goede thermische stabiliteit en kunnen ze worden gebruikt in sensorbeschermingsstructuren en gevoelige componenten. Sommige keramische materialen hebben ook piëzo-elektrische, diëlektrische of magneto-elektrische conversie-eigenschappen en kunnen worden gebruikt in detectiesystemen in nieuwe energievoertuigen, industriële besturing en slimme energieapparatuur.

 

Met de voortdurende ontwikkeling van systemen voor autonoom rijden, batterijbeheer en monitoring van energieopslag blijven de vereisten voor stabiliteit op lange termijn, anti-omgevingsinterferentie en maatnauwkeurigheid van sensoren toenemen, wat ook de ontwikkeling van functionele keramiek in de richting van precisie en integratie bevordert.

 

 

 

Nieuwe energieapparatuur moet doorgaans vele jaren onafgebroken functioneren, dus keramische onderdelen kunnen niet alleen aan de initiële prestatie-indicatoren voldoen, maar moeten ook op de lange- termijn betrouwbaar zijn. Materiaalkeuze, vormproces, sinterproces, oppervlaktebehandeling en maatvoering hebben allemaal invloed op de uiteindelijke prestaties.

 

Voor hoogspanningsisolerend keramiek is het noodzakelijk om te focussen op indicatoren zoals diëlektrische sterkte, volumeweerstand, kruipafstand en gedeeltelijke ontlading. Voor keramische structurele onderdelen die aan mechanische belastingen worden blootgesteld, is het noodzakelijk om zich te concentreren op de evaluatie van buigsterkte, breuktaaiheid, thermische schokprestaties en montagespanning.

 

Bovendien is het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënt tussen keramiek en metalen ook een belangrijk probleem waarmee rekening moet worden gehouden bij technisch ontwerp. Wanneer apparatuur regelmatig hoge en lage temperatuurcycli ondergaat, kan thermische spanning ontstaan ​​tussen verschillende materialen. Als het structurele ontwerp en de materiaalafstemming niet redelijk zijn, kan cycli op de lange- termijn leiden tot barsten in het grensvlak, delaminatie en zelfs falen van de isolatie.

 

Daarom is het tijdens het ontwikkelingsproces van hoog-spanningsisolatiecomponenten zoals geïsoleerde keramische buizen in EV-zekeringen noodzakelijk om een ​​alomvattend ontwerp uit te voeren op basis van meerdere dimensies van materiaal, structuur, productie en verificatie, en de productbetrouwbaarheid kan niet worden beoordeeld door uitsluitend op één enkele materiaalprestatie-index te vertrouwen.
 

 

Momenteel verandert de nieuwe energie-industrie van het simpelweg uitbreiden van de geïnstalleerde capaciteit naar het verbeteren van de vermogensdichtheid, systeemefficiëntie en operationele betrouwbaarheid. Nieuwe energievoertuigen ontwikkelen zich richting hoogspanningsplatforms van 800 V, energieopslagsystemen worden geüpgraded naar een hoger vermogen en een langere levensduur, en fotovoltaïsche omvormers blijven de conversie-efficiëntie en vermogensdichtheid verbeteren. Deze veranderingen hebben nieuwe technische eisen aan keramische materialen naar voren gebracht.

 

In de toekomst zal de ontwikkeling vannieuwe energiekeramische onderdelenzal meer aandacht besteden aan de gezamenlijke optimalisatie van materiaalprestaties en structureel ontwerp. Aan de ene kant is het noodzakelijk om keramische materialen te ontwikkelen met een hogere thermische geleidbaarheid, een hogere diëlektrische sterkte en betere prestaties op het gebied van thermische uitzetting; aan de andere kant is het ook noodzakelijk om de dimensionale consistentie van het product en de batchstabiliteit te verbeteren door middel van precisiegieten, geavanceerd sinteren en geautomatiseerde inspectie.

 

Tegelijkertijd zal de toepassing van keramische onderdelen zich geleidelijk uitbreiden van traditionele isolatiehulzen, omhulsels en substraten naar hoog-spanningsverbindingen, voedingsmoduleverpakkingen, sensoren, zekeringen en structurele precisieonderdelen van nieuwe energieapparatuur. Voor hoogspanningszekeringen zullen keramische materialen een belangrijk materiaalsysteem blijven in nieuwe energievoertuigen en energieopslagbeschermingssystemen vanwege hun uitgebreide voordelen op het gebied van isolatie, hittebestendigheid en structurele ondersteuning.

 

Hoewel keramische onderdelen doorgaans niet rechtstreeks deelnemen aan de energieomzetting, vervullen ze over het algemeen belangrijke functies zoals isolatie, warmteafvoer, bescherming, ondersteuning en betrouwbare verbinding. Met de voortdurende ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, energieopslag, fotovoltaïsche zonne-energie en hoog-vermogenselektronicatechnologieën transformeren keramische materialen van traditionele hulpmaterialen in belangrijke basismaterialen die de veiligheid, efficiëntie en levensduur van nieuwe energieapparatuur beïnvloeden.

 

In de toekomst zal innovatie op het gebied van keramische technologie, gericht op hoge betrouwbaarheid, hoge thermische geleidbaarheid, hoge isolatie, lichtgewicht en precisieproductie, de ontwikkeling van nieuwe energieapparatuur verder bevorderen in de richting van een hoge vermogensdichtheid, hoge efficiëntie en betrouwbare werking op de lange- termijn.