Naujųjų energijos automobiliai (NEV) – tai automobiliai, kurie naudoja nestandartines degalų rūšis, kartu su pažengusiomis technologijomis energijos valdyme ir valdymo sistemose. Šie automobiliai turi šiuolaikinius techninius principus, inovacines technologijas ir naujas struktūras, kurios neatsiejamos nuo komponentų modernizavimo ir pakeitimų. Dėl to pažengusios keraminės konstrukcinės detalės vis dažniau naudojamos NEV sektoriuje.
1. Variklio keraminiai guoliai
Palyginti su tradiciniais guoliais, elektros variklių guoliai veikia didesniu sukiojimosi dažniu, todėl reikia medžiagų, turinčių mažesnį tankį ir geresnį nubrozdinimų atsparumą. Be to, kintamoji srovė elektros varikliuose sukuria kintančius elektromagnetinius laukus, todėl reikia geresnės izoliacijos, kad būtų sumažintas elektros korozija, atsirandanti dėl guolių iškrova. Be to, guolių rutuliukai turi būti itin lygūs, kad būtų sumažintas nubrozdinimas.
Variklio keramikos guoliai yra guoliai, kurie kaip pagrindines dalis naudoja keramikos medžiagas, kurios turi reikšmingų privalumų aukštoje temperatūroje, didelio greičio ir didelės apkrovos darbo sąlygose. Toliau pateikiama išsami įvada:
Pagrindiniai medžiagos
Silicij nitridas (Si₃N₄): tai yra dažnai naudojama medžiaga variklio keramikos guoliams. Jis turi didelę stiprumo jėgą, gerą nubrozdinimų atsparumą ir puikų atsparumą aukštoje temperatūroje, o tai leidžia stabiliai veikti esant temperatūrai iki 1200℃. Tuo tarpu jis turi santykinai mažą tankį, kuris padeda sumažinti guolio svorį.
Silicij karbidas (SiC): Silicij karbidas taip pat turi didelį kietumą, atsparumą aukštai temperatūrai ir gerą šilumos laidumą. Jis gali išlaikyti gerus mechaninius savybes ir nubrozdinimų atsparumą sunkiose darbo sąlygose, todėl dažnai naudojamas ten, kur prie guolių keliamos didesnės našumo reikalavimai.
2. Keraminė vario plokštelė su vario sluoksniu
Didelis šilumos laidumas, mažas šiluminio plėtimosi koeficientas, puiki lankstumas, atsparumas aukštai temperatūrai, puikus elektrinis izoliavimas ir puikus atsparumas šiluminiam smūgiui.
① Aliuminio nitrido (AlN) keraminė vario plokštelė naujai energijai naudojamų automobilių priekinėms žibintams.
② Silicio nitrido (Si₃N₄) plokštelės IGBT moduliams.
③ Aliuminio oksido (Al₂O₃) keraminės plokštelės automobilių jutikliams ir amortizatoriams.
3. Keraminės stabdžių padelės stabdymo sistemoms
Anglies keraminiai stabdžiai turi mažą tankį, didelę stiprumą, stabilų trinties našumą, minimalų nubrozdinimą, didelį stabdžių santykį, puikų atsparumą karščiui ir ilgą tarnavimo laiką.
Medžiaga yra armuota kompozitinė keramika, sintezuota iš anglies pluošto ir silicio karbido (SiC) 1700°C temperatūroje. Ši pažengusi sudėtis ne tik užtikrina puikią aukštos temperatūros atsparumą, bet ir sumažina svorį daugiau nei 50 % lyginant su tradiciniais vienodo dydžio stabdžių diskais.
Privalumai
Puikios stabdymo savybės: Dėl aukšto ir stabilaus trinties koeficiento, net kai stabdžių disko temperatūra pasiekia 650°C, keraminių stabdžių kolodų trinties koeficientas išlieka apie 0,45–0,55, užtikrinant geras stabdymo savybes ir trumpinant stabdymo kelią.
Ilgaamžiškumas: Paprastų stabdžių kolodų tarnavimo laikas yra mažesnis nei 60 000 km, tuo tarpu keraminių stabdžių kolodų tarnavimo laikas gali viršyti 100 000 km. Be to, keraminės stabdžių kolodos neaplenks įbrėžimų stabdžių diskuose, todėl originalių stabdžių diskų tarnavimo laikas pailgėja 20 %.
Mažai triukšmingas ir patogus: Kadangi jie neturi metalinių dalių, išvengiama nestandartinio triukšmo, kurį sukelia tradicinių metalinių stabdžių padų ir sujungiamųjų dalių trintis, taip užtikrinamas tykus važiavimas.
Mažiau stabdžių dulkės: Keraminiai stabdžių padai sukuria mažiau stabdžių dulkės nei tradiciniai pusiau metaliniai padai, todėl padeda išlaikyti ratus švarius ir sumažina priežiūros laiką bei išlaidas.
Geras atsparumas karščiui ir šilumos išsklaidymas: Jie turi puikų atsparumą karščiui ir terminę stabilumą, taip pat gali greitai išsklaidyti šilumą, atsiradusią stabdant, užtikrindami stabdymo našumų stabilumą ir pagerindami transporto saugą.
4. Keraminis sluoksnis
① Keraminis automobilio dažymo sluoksnis
Pagrindinės savybės ir privalumai:
Išskirtinis apsauga: Veikia kaip auka, apsauganti nuo aplinkos teršalų:
Ultravioletinė spinduliuotė: Žymiai sumažina oksidaciją ir dažų blukimą.
Cheminių dėmių: Atsparus pažeidimams nuo rūgščių paukščių išmatų, vabzdžių likučių, medžių gyros, kelių druskų.
Maži įbrėžimai ir sūkuriniai žymės: suteikia padidintą kietumą (9H+), lyginant su lakais ar vašku, todėl geriau atsparus švelniems nubrozdinimams (nors nėra įbrėžimų atsparus).
Vandens dėmės: sumažina mineralinių nuosėdų rūgšties poveikį dažams.
Aukštesnė hidrofobinė savybė ir savaiminio valymo efektas:
Sukuria labai vandeniui atsparų paviršių. Vanduo susirenka į tankias lašų kruopas ir be jokio pasipriešinimo nuteka, kartu šalindamas laisvą purvą ir dulkes.
Leidžia automobilį išvalyti daug lengviau ir sumažina reikalingą plovimo dažnumą.
Padidintas blizgesys ir gylio efektas:
Sukuria unikalų, gilų, atspindintį „šlapios išvaizdos“ blizgesį, kuris pranoksta tradicinius vaškus arba hermetikus.
Dangos sluoksnis padidina pagrindinių dažų skaidrumą ir spalvos gylį.
Ilgalaikis tvarumas:
Skirtingai nei tradiciniai vaškai (veiksmingi kelias savaites) arba sintetiniai hermetikai (veiksmingi kelis mėnesius), keraminės dangos suteikia apsaugą, kuri paprastai trunka nuo 1 iki 5 metų (arba ilgiau), priklausomai nuo produkto kokybės, taikymo, priežiūros ir aplinkos poveikio.
② Išmetimo sistemos keraminė danga
③ Keraminis terminės izoliacijos sluoksnis
5. Aukštos įtampos keraminis relės
① Tradiciniuose vidaus degimo variklių automobiliuose relės yra plačiai naudojamos valdymo sistemose, paleidimo, kondicionavimo, apšvietimo, valytukų, kuro įpurškimo sistemose, degalų siurbliuose, elektriniuose langų pakėlikliuose, sėdynių reguliatoriuose, elektroniniuose prietaisų skydeliuose ir diagnostikos sistemose. Šios tradicinės automobilinės relės yra žemos įtampos gaminiai, kurie paprastai veikia 12–48 V diapazone.
② Naujos energijos automobiliuose (NEV) relės daugiausiai naudojamos aukštos įtampos nuolatinės srovės aplinkoje, kontroliuojant didelės jėgos nuolatinės srovės grandines. Jos turi įvairių specifikacijų, mažas gamybos partijas ir dažnai reikalauja lankstaus gamybos proceso.
6. Keraminis kondensatorius
Naujos energijos automobiliuose mažų nuostolių keraminiai kondensatoriai daugiausiai naudojami galios elektronikos sistemose, tokiuose kaip elektros variklių sistemos, įtampos įkrovimo stotelės ir baterijų valdymo sistemos (BMS). Pagrindiniai panaudojimo atvejai yra:
① DC-DC keitikliuose ir keitikliuose
Funkcija: Veikti kaip filtro kondensatoriai, kad būtų sumažintos energijos nuostolės grandinėse ir pagerinta energijos konvertavimo efektyvumas.
② Įkrovimo stulpeliai
Funkcija: Veikti kaip triukšmo slopinimo kondensatoriai, kad būtų sumažintas srovės trikdis ir padidintas įkrovimo efektyvumas.
③ Baterijų valdymo sistemos (BMS)
Funkcija: Stabilizuoti baterijos išvesties įtampą, pratęsti baterijos ciklo tarnavimo laiką ir užtikrinti saugumą.
④ Pagrindiniai mažų nuostolių keraminių kondensatorių privalumai
Aukštos temperatūros atsparumas
Aukštos įtampos atlaikymas
Aukštos dažnio savybės
Svarbus vaidmuo NEV elektroninės kontrolės sistemose
7. Keraminis saugiklis
① Apsauginės grandinės funkcija
② Guolių apkrovos gebėjimas ir impulsinė varža
③ Saugos funkcija
Keraminis saugiklis yra tokio tipo saugiklis, kuris korpuso gamybai naudoja keraminę medžiagą ir turi elektrinių grandinių apsaugos funkciją. Štai išsami įvada:
Struktūra ir principas
Pagrindinė konstrukcija: ją sudaro keraminė vamzdelis, metaliniai galiniai gaubtai, lydiklio elementas ir kvarco smėlis. Keraminis vamzdelis užtikrina atsparumą aukštai temperatūrai ir izoliaciją. Metaliniai galiniai gaubtai naudojami elektriniam sujungimui. Lydiklio elementas yra pagrindinė dalis, kuri išsilydo esant pernelyg dideliam srovei. Vamzdelio viduje esantis kvarco smėlis gali sugerti lankstumo energiją ir užgesinti lanką.
Veikimo principas: kai grandinėje yra pernelyg didelis srovės ar trumpojo sujungimo gedimas, lydiklio elementas generuoja šilumą dėl srovės padidėjimo ir išsilydo. Šiuo metu vamzdelio kvarco smėlis greitai sugeria lanką, užgesina lanką ir apgaubia metalo šlaką, kad būtų užkirstas kelias jo išsisklaidymui, taip užtikrinant saugų grandinės pertraukimą ir apsaugant įrangos ir grandinių saugumą.
8. Keraminis sandarusis jungiklis
Tiesiog po baterijos dėkle yra įdėtas sandarinimo žiedas, kuris naudojamas sandariai ir laidžiai sujungti baterijos dėklą su poliumi. Jis užtikrina, kad baterija būtų gerai sandari, neleistų elektrolito nutekėjimą ir suteiktų tinkamą hermetišką aplinką baterijos vidiniams reiškiniams. Tuo pačiu, kai baterijos dėklas nuspaudžiamas, jis taip pat atlieka išsisklaidymo ir amortizavimo funkciją, užtikrindamas baterijos vidinių dalių normalų veikimą bei svarbų užtikrinimą baterijos tarnavimo laikui ir saugumui.
Keraminis sandarinimo jungiklis – tai jungiklio rūšis, kurios pagrindinė dalis pagaminta iš keraminių medžiagų, kad būtų užtikrintas sandarus sujungimas, kuris užtikrina elektrinį izoliavimą ir neleidžia išorinėms medijoms prasiskverbti. Štai išsami apžvalga:
Struktūra ir principas
Pagrindinė konstrukcija: Ji paprastai sudaryta iš keraminio korpuso, metalinių elektrodų ir sandarinimo komponentų. Keraminis korpusas užtikrina atsparumą aukštai temperatūrai, izoliavimą bei mechaninę stiprybę. Metaliniai elektrodai naudojami elektriniam sujungimui ir tvirtai pritvirtinti prie keraminio korpuso naudojant metalizavimą ir būgnininkystę. Sandarinimo komponentai, tokie kaip tarpinės ar sandarinimo medžiagos, naudojami dar labiau pagerinti sandarinimo savybes, kad užtikrintų, jog jungiklis galėtų išlaikyti gerą sandarinimo būklę skirtingose aplinkose.
Veikimo principas: Keramikos didelis tankis ir mažas poringumas leidžia veiksmingai užkirsti kelią dujų ir skysčių judėjimui. Tuo pačiu, tiksliai suprojektavus ir apdorojus sąsają tarp keraminio korpuso ir metalinių elektrodų, taip pat naudojant tinkamas hermetikavimo medžiagas, sukuriamas patikimas sandarumas, kuris neleidžia drėgmei, dulkėms ar kitiems pašaliniams elementams patekti į jungties vidų, užtikrinant elektrinio sujungimo normalų veikimą, o taip pat elektros grandinės saugumą ir stabilumą.
Savybės
Atsparumas aukštai temperatūrai ir izoliacija: Keramika pasižymi puikiu atsparumu aukštai temperatūrai ir gali stabiliai veikti aukštoje temperatūroje. Tuo pačiu ji turi aukšto įtampos izoliacines savybes, kurios veiksmingai neleidžia elektrinio pramušimo.
Geras hermetiškumo našumas: Jis gali užtikrinti aukštos kokybės hermetiškumą, veiksmingai neleidžiant dujoms, skysčiams ir dulkėms prasiskverbti, todėl tinka kietiems sąlygoms, tokioms kaip vakuumas, didelis slėgis ir korozinės aplinkos.
Didelis mechaninis stipris: Keraminės medžiagos turi didelį kietumą ir mechaninį stiprį, gali atlaikyti tam tikrą mechaninę įtampą ir vibraciją, užtikrindamos jungties patikimumą naudojimo metu.
9. Keraminis PTC šildytuvas
PTC šildytuvai turi tokių privalumų kaip mažas terminis pasipriešinimas ir aukšta šilumos mainų efektyvumas, jie yra automatiniai pastovios temperatūros ir energiją taupantys elektriniai šildytuvai. Vienas iš jų ryškių savybių yra saugos našumas: bet kokioje naudojimo situacijoje jie nepradės įkaitimo „paraudonavimo“ reiškinio, būdingo elektriniams šildytuvams, todėl gali sukelti galimus saugos pavojus, tokius kaip nudegimai ir gaisrai.
PTC keraminis šildytuvas yra elektrinis šildytuvas, kuris naudoja teigiamo temperatūros koeficiento keraminį šildymo elementą, o šilumą generuoja naudodamas varžinio šildymo principą. Štai išsami įžanga:
Veikimo principas
PTC keraminiai šildytuvai yra pagaminti iš specialių keraminių medžiagų. Kai pritaikoma įtampa, jų varža didėja kartu su temperatūra. Kai temperatūra yra žemiau Curie taško, varža yra labai maža ir šildymo sparta yra labai didelė. Tiek tik temperatūra viršija Curie taško ribą, varža staiga padidėja, todėl srovė sumažėja iki stabilios reikšmės, taip pasiekiant automatinio temperatūros valdymo ir pastovios temperatūros palaikymo tikslą.
10. Keraminis korpusas
Naujas keraminis IGBT pakuotės korpusas leidžia realizuoti visų IGBT čipų vienetų valdymo elektrodų (gate) jungimą ir išvedimą.
"Keraminis korpusas" reiškia aukštos kokybės medžiagos korpusą, kuris naudojamas elektroninių prietaisų pakuotei. Štai atitinkama įžanga:
Savybės
Puikios fizinės savybės: Ji turi didelę stiprumo jėgą, puikiai atlaiko karštį, koroziją, izoliaciją ir šilumos laidumą.
Puikios elektrinės savybės: Ji turi aukštą dielektrinę konstantą, žemą dielektrinę kaitrą ir aukštą elektrinės izoliacijos stiprumą, kurios padeda pagerinti produkto signalų perdavimo kokybę ir našumo rodiklius.
Geras šilumos valdymas: Dėl puikios šilumos laidumo ir sklaidos savybių gali veiksmingai perduoti šilumą nuo mikroschemos į išorinę aplinką, užtikrindama mikroschemos stabilumą.
Didesnis patikimumas: Ji turi geriaresnę ištvermę vibracijos ir smūgių sąlygose, užtikrindama, kad supakuoti gaminiai išliks stabilūs sunkiose aplinkose.
Dažnos medžiagos
Aliuminio keramika: Dažniausiai naudojama keraminė medžiaga, turinti tam tikrą mechaninį stiprumą ir izoliacines savybes, tačiau santykinai žemą šilumos laidumą.
Aliuminio nitrido keramika: ji turi aukštą šilumos laidumą, puikias dielektrinės izoliacijos savybes, aukštą elektrinės izoliacijos stiprumą, stabilias chemines savybes, o jos šiluminio plėtimosi koeficientas gerai atitinka silicio šiluminio plėtimosi koeficientą, todėl tai yra idealus puslaidininkių pakavimo pagrindo medžiaga.
Berilio oksido keramika: ji turi labai aukštą šilumos laidumą, tačiau yra tokšiška ir turi aukštas gamybos išlaidas, daugiausia naudojama karinėse ir aviacinės elektronikos įrenginiuose.
11. Keraminis slėgio jutiklis
Jis turi puikias savybes, tokias kaip atsparumas korozijai, smūgiams ir didelė elastingumo savybė, gali būti tiesiogiai sąveikaujamas su daugeliu terpės. Tuo pačiu labai aukšta keramikos šiluminė stabilumas leidžia jai turėti darbo temperatūros diapazoną nuo -40℃ iki 150℃, todėl jis gali būti plačiai naudojamas tokiose srityse kaip automobiliai ir pramonės technologinių procesų valdymas.
Keraminis slėgio jutiklis – tai įrenginys, kuris naudoja keramikos fizines savybes slėgiui matuoti. Štai išsami apžvalga:
Veikimo principas
Jis veikia pagal piezorezistinį efektą. Slėgis tiesiogiai veikia keraminės diafragmos priekinę paviršių, todėl ji sukuria labai mažą deformaciją. Storaplenės varžos yra spausdinamos ant keraminės diafragmos nugaros pusės ir sujungiamos taip, kad sudarytų Viston tilto schemą. Dėl piezorezistorių piezorezistinio efekto tiltas generuoja įtampos signalą, kuris yra labai tiesinis slėgiui ir proporcingas sužadinimo įtampai.
Pagrindinė struktūra
Jis daugiausiai sudarytas iš trijų dalių: keraminio žiedo, keraminės diafragmos ir keraminės dangtelės. Keraminė diafragma, kaip jutiklinis elastingas kūnas, pagaminta iš 95 % Al₂O₃ keramikos per smulkiąją apdirbimą. Keraminis žiedas yra formuojamas karšto presavimo ir aukštoje temperatūroje sinteruojant. Keraminė diafragma ir keraminis žiedas kartu yra apsvilinami su stiklo pasta per storluoksnį spausdintuvą ir šildymo technologiją, kad būtų suformuotas jėgos jutiklinis puodelio formos elastingas kūnas su fiksuota perimetro dalimi. Keraminė dangtelė apačioje turi apvalų griovelį, kad būtų suformuotas tam tikras tarpas tarp diafragmos, kuris apsaugo diafragmą nuo per stipraus lankstymo per apkrovas.
Savybės
Aukšta tikslumas ir stabilumas: keraminės medžiagos turi didelį tamprumą, atsparumas korozijai, nubrozdinimams, smūgiams ir vibracijai. Darbo temperatūros diapazonas gali būti nuo -40°C iki 135°C, aukšta matavimo tikslumas ir stabilumas. Elektrinė izoliacijos klasė yra >2kV, stiprus išvesties signalas, ilgalaikė stabilumas yra geras.
Geras atsparumas korozijai: keraminė diafragma gali būti tiesiogiai sąlyčio daugeliu medijų be papildomos apsaugos, todėl ji turi unikalių privalumų šaldymo, chemijos ir aplinkos apsaugos srityse.
Keraminis slėgio jutiklis taip pat gali būti naudojamas kitose pramonės šakose.
Jis plačiai naudojamas technologinių procesų valdyme, aplinkos kontroliavime, hidraulinėse ir pneumatinėse įrenginiuose, servovalvuose ir pavarose, chemijos ir chemijos pramonėje, medicinos prietaisuose ir daugelyje kitų sričių.
12. Pjezokeraminės medžiagos aptinka padangų slėgį
Elektrinis ryšys nustatomas tarp pjezokeramikos ir padangų slėgio stebėjimo mikroschemos, kad pjezokeramika galėtų tiekti energiją padangų slėgio stebėjimo mikroschemai. Šiame padangų slėgio stebėjimo įrenginyje padangų slėgio pokytis automobilio važiavimo metu keičia oro slėgio kamerą, dėl ko deformuojasi pjezokeramika. Pjezokeramikos deformacijos sukeltas srovės impulsas naudojamas padangų slėgio stebėjimo mikroschemai maitinti.
Pjezokeramika gali būti naudojama padangų slėgio detektavimo sistemose, panaudojant jos unikalų pjezoelektrinį efektą (mechaninio slėgio konvertavimą į elektrinius signalus) padangų slėgiui stebėti. Trumpas apžvalgos variantas:
Veikimo principas
Kai padanga pripūsta, vidinis oro slėgis veikia pjezokeramikos elementą (dažniausiai integruotą į padangos vožtuvą arba vidinį sluoksnį) mechanine jėga.
Pjezoelektrinis keraminis elementas generuoja mažą elektrinį krūvį, proporcingą pritaikytam slėgiui.
Šis elektrinis signalas yra apdorojamas jutiklio modulio (padidinamas, konvertuojamas į skaitmeninį signalą) ir belaidžiu būdu perduodamas į transporto priemonės board sistemą, kuri rodo realaus laiko padangų slėgį.
13. Pjezoelektrinis pagreičio jutiklis
Pjezoelektrinis pagreičio jutiklis veikia pagal pjezoelektrinį pjezoelektrinių kristalų efektą. Pjezoelektriniai pagreičio jutikliai taikomi ir saugos našumo aspektuose, tokiuose kaip automobilio oro pagalvės, antiblokiravimo stabdžių sistema ir variklio traukos kontrolės sistema.
Kuriant ir gaminant naujų energijos automobilių tyrimų ir gamybos stadijose, vis daugiau naudojami nauji materilai ir naujos technologijos, kurios leidžia atitikti žmonių reikalavimus naujų energijos automobilių lengvumo, žemos kainos, intelektinės funkcijos, ekonomiškumo ir patikimumo požiūriu. Naudojant naujus materilus, keraminiai materilai, dėl savo įvairių puikių ir unikalių savybių, kai jie pritaikomi naujų energijos automobiliams, turi teigiamą reikšmę automobilio savaiminiam svoriui mažinti, variklio efektyvumui gerinti, energijos suvartojimui mažinti, pažeidžiamų dalių tarnavimo laikui pailginti ir naujų energijos automobilių intelektinėms funkcijoms gerinti.
EN
