New energy vehicles (NEVs) refer to automobiles that utilize non-traditional fuels, combined with advanced technologies in power control and driving systems. These vehicles feature cutting-edge technical principles, innovative technologies, and novel structures, inevitably leading to upgrades and adjustments in their components. As a result, advanced ceramic structural parts are increasingly being adopted in the NEV sector.
1. Engine Ceramic Bearings
Salīdzinājumā ar tradicionālajām rullīšu balstiem, elektromotoru balsti darbojas augstākā rotācijas ātrumā, tādēļ tiek izmantoti materiāli ar zemāku blīvumu un labāku nodilumizturību. Turklāt elektromotoros pastāvīgi mainīgā strāva rada svārstīgus elektromagnētiskos laukus, kuriem nepieciešama papildu izolācija, lai novērstu elektrisko koroziju, ko izraisa balstu izlāde. Turklāt, rullīšu virsmām jābūt ārkārtīgi gludām, lai samazinātu nodilumu.
Keramikas balsti motoros ir balsti, kuros tiek izmantoti keramikas materiāli kā galvenie komponenti, kuriem ir būtiskas priekšrocības augstā temperatūrā, augstā ātrumā un lielas slodzes darba apstākļos. Tālāk ir detalizēts paskaidrojums:
Galvenie materiāli
Silīcija nitrīds (Si₃N₄): Tas ir parasti izmantots materiāls motoru keramikas balstiem. Tam ir augsta izturība, laba nodilumizturība un izcila izturība pret augstu temperatūru, un tas var stabilā veidā darboties temperatūrā līdz 1200°C. Tajā pašā laikā tam ir salīdzinoši zems blīvums, kas palīdz samazināt balstu svaru.
Silīcija karbīds (SiC): Silīcija karbīdam ir arī augsta cietība, izturība pret augstu temperatūru un laba siltumvadītspēja. Tas var saglabāt labas mehāniskās īpašības un nodilumizturību ļoti agresīvā darba vidē, un to bieži izmanto tādos pielietojumos, kur pret riteņiem tiek izvirzīti augstāki veiktspējas prasības.
2. Keramikas varš apvalkota pamatne
Augsta siltumvadītspēja, zils termiskās izplešanās koeficients, izcila lodāmība, izturība pret augstu temperatūru, izcila elektriskā izolācija un lieliska izturība pret termisko šoku.
① Alumīnija nitrīda (AlN) keramikas varš apvalkotas pamatnes jaunās enerģijas transportlīdzekļu priekšējiem lukturiem.
② Silīcija nitrīda (Si₃N₄) pamatnes IGBT moduļiem.
③ Alumīnija oksīda (Al₂O₃) keramikas pamatnes automašīnu sensoriem un amortizatoriem.
3. Keramikas bremžu klaviņi bremžu sistēmām
Oglekļa keramikas bremzes atšķiras ar zemu blīvumu, augstu stiprību, stabilu berzes darbību, minimālu nodilumu, augstu bremzēšanas attiecību, izcila izturību pret karstumu un ilgu kalpošanas laiku.
Materiāls ir pastiprināta kompozītkeramika, kas sintezēta no oglekļa šķiedras un silīcija karbīda (SiC) 1700°C temperatūrā. Šī advanced kompozīcija nodrošina ne tikai izcilu izturību pret augstu temperatūru, bet arī samazina svaru par vairāk nekā 50% salīdzinājumā ar tradicionālām bremžu diskiem tādā pašā izmērā.
Priekšrocības
Izcila bremžu darbība: Ar augstu un stabilu berzes koeficientu, pat ja bremžu diska temperatūra sasniedz 650 °C, keramisko bremžu pārklāju berzes koeficients joprojām var palikt ap 0,45 - 0,55, nodrošinot labu bremžu darbību un saīsinot bremzēšanas attālumu.
Ilgstoša kalpošanas laiks: Parasto bremžu pārklāju kalpošanas laiks ir mazāks par 60 000 kilometriem, savukārt keramisko bremžu pārklājiem tas var sasniegt vairāk nekā 100 000 kilometrus. Turklāt keramiskie bremžu pārklāji nepadara skrāpējumus uz bremžu diska, kas var pagarināt oriģinālā bremžu diska kalpošanas laiku par 20%.
Zemspīdzīgi un komfortabli: Tā kā tie nesatur metāla komponentus, tie izvairās no neparastā trokšņa, ko rada tradicionālo metāla bremžu klucīšu un saskarnes daļu berze, nodrošinot klusu braukšanas vidi.
Mazāk bremžu putekļu: Keramikas bremžu klucīši rada mazāk bremžu putekļu nekā tradicionālie pusmetāla klucīši, kas palīdz noturēt riteņus tīrus un samazina apkopes laiku un izmaksas.
Laba izturība pret siltumu un siltuma izkliedi: Tiem ir lieliska izturība pret augstu temperatūru un termiskā stabilitāte, un tie spēj ātri izkliedēt siltumu, ko rada bremzēšana, nodrošinot bremžu darbības stabilitāti un uzlabojot transportlīdzekļa drošību.
4. Keramikas pārklājums
① Keramikas automašīnas krāsas pārklājums
Galvenās īpašības un priekšrocības:
Izcila aizsardzība: Darbojas kā upurējoša barjera pret vides piesārņotājiem:
UV starojums: Ievērojami samazina oksidēšanos un krāsas nozīšanu.
Ķīmiskie traipi: Noturīgs pret bojājumiem no skābainiem putnu mēsliem, kukaiņu šļakatām, koku sulu un ceļa sāls.
Nelielas švīkas un vijņģu zīmes: nodrošina paaugstinātu cietību (9H+), salīdzinot ar laku vai vasku, nodrošinot labāku izturību pret vieglu bojājumu (lai gan nav pret švīkām).
Ūdens plankumi: samazina minerālu nogulsnes iespiedīšanās risku krāsā.
Ievērojami hidrofobiskas īpašības un pašattīrošanas efekts:
Veido ļoti ūdensizturīgu virsmu. Ūdens veido ciešus pilienus un bez piepūles noripo, aiznesot līdzi brīvo netīrumu un putekļus.
Padara transporta līdzekli ievērojami vieglāk mazgājamu un samazina mazgāšanas biežumu.
Paaugstināta spīdīgums un dziļums:
Veido vienreizēju, dziļu, atstarojošu "mitrā izskata" spīdumu, kas pārspēj tradicionālos vaskus vai hermētiķus.
Pārklājums uzlabo pamata krāsas skaidrību un krāsas dziļumu.
Ilgtspējīgs izmantojams:
Atšķirībā no tradicionālajiem vaskiem (kas ilgst nedēļām) vai sintētiskajiem hermētiķiem (kas ilgst mēnešiem), keramikas pārklājumi nodrošina aizsardzību, kas parasti ilgst no 1 līdz 5 gadiem (vai ilgāk), atkarībā no produkta kvalitātes, uzklāšanas, apkopes un vides iedarbības.
② Izplūdes sistēmas keramikas pārklājums
③ Keramiskā termoizolācijas pārklājs
5. Augstsprieguma keramiskais relejs
① Tradicionālās iekšdedzes dzinēju transportlīdzekļos releji tiek plaši izmantoti kontroles sistēmās, startēšanā, kondicionieros, apgaismojumā, stikla tīrītājos, degvielas padeves sistēmās, eļļas sūkņos, elektriskajos logu pacēlājos, elektriskajos sēdekļos, elektroniskajos panelīšos un diagnostikas sistēmās. Šie tradicionālie automobiļu releji ir zemsprieguma produkti, kuri parasti darbojas 12–48 V diapazonā.
② Jaunās enerģijas transportlīdzekļos (NEV) releji galvenokārt tiek izmantoti augstsprieguma līdzstrāvas vidē, kontrolējot liela stipruma līdzstrāvas ķēdes. Tie atšķiras ar dažādām specifikācijām un nelieliem ražošanas apjomiem, bieži prasot elastīgas ražošanas tehnoloģijas.
6. Keramiskais kondensators
Jaunās enerģijas transportlīdzekļos zema zuduma keramiskie kondensatori galvenokārt tiek izmantoti enerģētikas elektronikas sistēmās, piemēram, elektrodzinēju sistēmās, uzlādes stacijās un baterijas vadības sistēmās (BMS). Galvenās lietošanas jomas ir:
① DC-DC pārveidotāji un invertori
Funkcija: Darbojas kā filtrēšanas kondensatori, lai samazinātu enerģijas zudumus ķēdēs un uzlabotu enerģijas pārveidošanas efektivitāti.
② Uzlādes stabiņi
Funkcija: Darbojas kā trokšņa nomākšanas kondensatori, lai mazinātu strāvas traucējumus un uzlabotu uzlādes efektivitāti.
③ Baterijas pārvaldības sistēmas (BMS)
Funkcija: Stabilizē baterijas izvades spriegumu, pagarinot baterijas cikla mūžu un nodrošinot drošību.
④ Galvenās priekšrocības zema zuduma keramikas kondensatoriem
Augstas temperatūras izturība
Augsta sprieguma izturība
Augstas frekvences veiktspēja
Kritiska loma NEV elektroniskās kontroles sistēmās
7. Keramikas drošinātājs
① Ķēdes aizsardzības funkcija
② Noslogātspēja un impulsa pretestība
③ Drošības funkcija
Keramiskais drošinātājs ir drošinātāju veids, kura korpusā izmantots keramikas materiāls, turklāt tam ir elektrisko ķēžu aizsardzības funkcija. Tālāk ir detalizēta informācija:
Struktūra un princips
Pamata struktūra: To galvenokārt veido keramikas caurule, metāla vāciņi, izdegušā elementa un kvarca smilšu. Keramikas caurule nodrošina izturību pret augstu temperatūru un izolāciju. Metāla vāciņi tiek izmantoti elektriskajai savienošanai. Izdegušais elements ir galvenā daļa, kas izplīst pārāk lielas strāvas gadījumā. Caurules iekšpusē esošās kvarca smiltis var uzsūkt loka enerģiju un nodzēst loku.
Darbības princips: Kad ķēdē ir pārāk lielas strāvas vai īssavienojuma kļūme, izdegšanas elements saražo siltumu strāvas palielināšanās dēļ un izkušana. Šajā brīdī, caurulītes kvēlslāpeķis ātri uzsūc loka enerģiju, nodzēš loku un ietin metāla šlakas, lai novērstu to izšķīšanu, tādējādi nodrošinot drošu ķēdes pārtraukšanu un aizsargājot iekārtu un ķēžu drošību.
8. Keramikas hermētiskais savienotājs
Blīvslēga gredzens atrodas tieši zem baterijas vāka un to izmanto, lai izveidotu noslēgtu un vadītu savienojumu starp enerģijas baterijas vāku un polu. Tas nodrošina, ka baterijai ir laba blīvēšanas veiktspēja, novērš elektrolīta noplūdi un nodrošina labu hermētisku vidi baterijas iekšējai reakcijai. Tajā pašā laikā tas var arī veikt dekompresijas un amortizācijas funkciju, kad baterijas vāks tiek nospiedts, nodrošinot baterijas iekšējo komponentu normālu darbību un nodrošinot svarīgu garantiju baterijas kalpošanas laikam un drošībai.
Keramiskais blīvslēgtais savienotājs ir veida savienotājs, kurš kā galveno materiālu izmanto keramiku, lai nodrošinātu blīvslēgtu savienojumu, kas var garantēt elektrisko izolāciju un novērstu ārējo vides vielu iekļūšanu. Šeit ir detalizēta ievadvēste:
Struktūra un princips
Pamatstruktūra: Parasti to veido keramikas korpus, metāla elektrodi un blīvēšanas komponenti. Keramikas korpus nodrošina izturību pret augstu temperatūru, izolāciju un mehānisko izturību. Metāla elektrodi tiek izmantoti elektriskajam savienojumam, un tie ir cieši saistīti ar keramikas korpusu ar metālizācijas un lodēšanas procesiem. Blīvēšanas komponenti, piemēram, blīves vai blīvētāji, tiek izmantoti, lai papildus uzlabotu blīvēšanas veiktspēju, nodrošinot, ka savienotājs var saglabāt labu blīvēšanas stāvokli dažādās vides apstākļos.
Darbības princips: Keramikas materiāla augstā blīvuma un zemas porainības dēļ gāzes un šķidrumi tiek efektīvi bloķēti. Vienlaikus, izmantojot precīzu keramikas korpusa un metāla elektrodu savienojuma dizainu un apstrādi, kā arī piemērotus hermetizācijas materiālus, tiek izveidota uzticama noslēguma sistēma, kas novērš mitruma, putekļu un citu vielu iekļūšanu kontaktligzdas iekšpusē, nodrošinot elektriskā savienojuma normālu darbību un elektriskās ķēdes drošību un stabilitāti.
Raksturlielumi
Augstas temperatūras izturība un izolācija: Keramika izceļas ar lielisku izturību pret augstām temperatūrām un var stabilāk darboties augstas temperatūras apstākļos. Vienlaikus tai piemīt augstsprieguma izolācijas īpašības, kas efektīvi novērš elektrisko izlādi.
Laba blīvējuma veiktspēja: Tā nodrošina kvalitatīvu blīvējumu, efektīvi novēršot gāzu, šķidrumu un putekļu iekļūšanu, tādējādi piemērota izmantošanai agresīvā vidē, piemēram, vakuumā, augstā spiedienā un korozijas apstākļos.
Augsta mehāniskā izturība: Keramikai ir augsta cietība un mehāniskā izturība, tā var izturēt noteiktu mehānisko slodzi un vibrācijas, nodrošinot savienotāja uzticamību ekspluatācijas laikā.
9. Keramikas sildītājs PTC
PTC sildītājiem ir priekšrocības - zems siltuma pretestība un augsta siltuma apmaiņas efektivitāte, turklāt tie ir automātiski pastāvīgas temperatūras un enerģiju taupoši elektriskie sildītāji. Viena no to izcilākajām īpašībām ir drošības veiktspēja: jebkurā lietojuma situācijā tie neizraisa virsmas "sarkano krāsu" parādīšanos, kāda ir raksturīga elektriskajiem sildītājiem ar sildīšanas elementiem, kas var izraisīt potenciālas drošības problēmas, piemēram, apdegumus un ugunsgrēkus.
PTC keramikas sildītājs ir elektriskais sildītājs, kas izmanto pozitīva temperatūras koeficienta keramikas sildīšanas elementu un saražo siltumu, izmantojot pretestības sildīšanas principu. Šeit ir sīka ievadīšana:
Darbības princips
PTC keramikas sildītāji ir izgatavoti no īpašām keramikas materiālu. Kad tiek pielikts spriegums, to pretestība palielinās, kad temperatūra paaugstinās. Kad temperatūra ir zemāka par Kiri punktu, īpatnējā pretestība ir ļoti zema, un sildīšanas ātrums ir ļoti liels. Tiklīdz tiek pārsniegts Kiri punkta temperatūra, īpatnējā pretestība pēkšņi palielinās, izraisot strāvas kritumu līdz stabilai vērtībai, tādējādi sasniedzot mērķi automātiski kontrolēt temperatūru un uzturēt pastāvīgu temperatūru.
10. Keramikas iepakojuma korpuss
Jauns keramikas korpusi IGBT iepakojumam var realizēt vārtu savienojumu un IGBT visu čipu vienību izvadi.
"Keramikas iepakojuma korpuss" attiecina augstas veiktspējas materiālu korpusu, ko izmanto elektronisko ierīču iepakojumam. Šeit ir attiecīgā ievadīšana:
Raksturlielumi
Izcilas fizikālas īpašības: Tam ir augsta izturība, lieliska izturība pret siltumu, korozijas izturība, izolācija un siltuma vadītspēja.
Augsta elektriskā veiktspēja: Tam piemīt augsts dielektriskais konstantais, zems dielektrisko zudumu koeficients un augsta elektriskā izolācijas izturība, kas palīdz uzlabot produktu signālu pārraides kvalitāti un veiktspējas rādītājus.
Laba siltuma vadība: Tā izcilā siltuma vadītspēja un siltuma izkliedes veiktspēja var efektīvi pārnest siltumu no čipa uz ārējo vidi, uzturot čipa stabilitāti.
Augstāka uzticamība: Tam ir labāka izturība pret vibrācijām un triecieniem, nodrošinot, ka iepakotie produkti var saglabāt stabilitāti grūtos apstākļos.
Izplatīti materiāli
Alumīnija keramika: Visizplatītākais keramikas materiāls, kam piemīt noteikta mehāniskā izturība un izolācijas īpašības, taču salīdzinoši zema siltuma vadītspēja.
Alumīnija nitrīda keramika: tai ir augsta siltumvadītspēja, izcila dielektriskās īpašības, augsta elektriskās izolācijas izturība, stabila ķīmiskās īpašības un tās termiskās izplešanās koeficients labi atbilst silīcija termiskās izplešanās koeficientam, kas to padara par ideālu substrāta materiālu pusvadītāju iepakojumam.
Berilija oksīda keramika: tai ir ļoti augsta siltumvadītspēja, taču tā ir toksiska un tai ir augstas ražošanas izmaksas, galvenokārt tiek izmantota militārā un aviācijas elektronikā.
11. Keramiskais spiediena sensors
Tam ir izcili īpašības, piemēram, korozijizturība, izturība pret triecieniem un augsta elastība, un to var tieši saskarties ar lielāko daļu mediju. Vienlaikus keramikas ļoti augstā termiskā stabilitāte ļauj tai darboties temperatūras diapazonā no -40℃~150℃, tāpēc to plaši izmanto automobiļu un rūpniecisko procesu kontroles jomās.
Keramiskais spiediena sensors ir ierīce, kas izmanto keramikas fizikālās īpašības, lai mērītu spiedienu. Šeit ir sīks ievads:
Darbības princips
Tā darbojas, pamatojoties uz piezorezistīvo efektu. Spiediens tiek tieši pielikts keramikas diafragmas priekšējai virsmai, izraisot tās nelielu deformāciju. Biezas plēves pretestības rezistori ir nodrukāti uz keramikas diafragmas aizmugures un savienoti, veidojot Vistonas tiltu. Sakarā ar piezorezistoru piezorezistīvo efektu, tilts ģenerē sprieguma signālu, kas ir ļoti lineārs attiecībā pret spiedienu un arī proporcionāls uzbudinājuma spriegumam.
Pamata struktūra
Tas galvenokārt sastāv no trim daļām: keramikas gredzena, keramikas diafragmas un keramikas vāka. Keramikas diafragma, kā spēka sensora elastīgais ķermenis, ir izgatavota no 95% Al₂O₃ keramikas, izmantojot precīzu apstrādi. Keramikas gredzens tiek veidots ar karstās štancēšanas un augstas temperatūras sinterēšanas metodi. Keramikas diafragma un keramikas gredzens tiek apdedzināti kopā ar augstas temperatūras stikla pastu, izmantojot biezas plēves printēšanas un termiskās apstrādes tehnoloģiju, lai izveidotu spēka sensora trauka formas elastīgo ķermeni ar fiksētu perifēriju. Keramikas vākam apakšā ir apļveida veida izdobums, kas veido noteiktu spraugu ar diafragmu, kas novērš diafragmas pārtrūkšanu pārmērīgas liekšanas rezultātā pārslodzes laikā.
Raksturlielumi
Augsta precizitāte un stabilitāte: Keramikai ir augsta elastība, korozijizturība, nodilumizturība, kā arī izturība pret triecieniem un vibrācijām. Darba temperatūras diapazons var sasniegt no -40°C līdz 135°C, nodrošinot augstu mērījumu precizitāti un stabilitāti. Elektriskā izolācijas pakāpe ir >2kV, izvades signāls ir spēcīgs, un ilgtermiņa stabilitāte ir laba.
Laba korozijizturība: Keramikas diafragma var tikt tieši saskarē ar vairumā medijiem bez papildu aizsardzības, tādējādi tai ir unikālas priekšrocības pielietojumos, piemēram, dzesēšanā, ķīmiskajā rūpniecībā un vides aizsardzībā.
Keramikas spiediena sensors var tikt izmantots arī citās nozarēs.
Tas tiek plaši izmantots procesu kontroles, vides kontroles, hidraulisko un pneimatisko iekārtu, servovalvu un transmisiju, ķīmisko vielu un ķīmikātu rūpniecībā, medicīniskajos instrumentos un daudzās citās jomās.
12. Pjezokeramika detektē riepu spiedienu
Elektriskā pieslēguma piezoelektriskajām keramikām un riepas spiediena monitora čipam nodrošina piezoelektrisko keramiku barošanu ar riepas spiediena monitora čipu. Šajā riepas spiediena monitora ierīcē gaisa spiediena izmaiņas automašīnas riepās, braucot ar transportlīdzekli, izraisa gaisa pūšļa deformāciju, kas savukārt izraisa piezoelektrisko keramiku deformāciju. Strāva, ko rada piezoelektrisko keramiku deformācija, tiek izmantota riepas spiediena monitora čipa barošanai.
Piezoelektriskās keramikas var tikt izmantotas riepas spiediena detekcijas sistēmās, izmantojot to unikālo piezoelektrisko efektu (mekāniskā spiediena pārvēršana elektriskos signālos), lai kontrolētu riepas spiedienu. Īss pārskats:
Darbības princips
Kad riepa tiek piepūsta, iekšējais gaisa spiediens izdara mehānisku spiedienu uz piezoelektrisko keramikas elementu (parasti iestrādāts riepas vārstā vai iekšējā apvalkā).
Piezoelektriskā keramika ģenerē nelielu elektrisko lādiņu, kas ir proporcionāls pielietotajam spiedienam.
Šis elektriskais signāls tiek apstrādāts ar sensora moduli (pastiprināts, pārveidots par digitāliem datiem) un bezvadu veidā tiek pārsūtīts uz transportlīdzekļa palīgaprīkojumu, kas rāda reāllaikā riepu spiedienu.
13. Piezoelektriskais paātrinājuma sensors
Piezoelektriskais paātrinājuma sensors darbojas, pamatojoties uz piezoelektrisko efektu piezoelektriskajos kristālos. Piezoelektriskie paātrinājuma sensori tiek izmantoti arī drošības izpildes aspektos, piemēram, automašīnu gaisa spilvenos, pretbloķēšanas bremžu sistēmās un trakcijas kontroles sistēmās.
Izstrādājot un ražojot jaunās enerģijas transportlīdzekļus, tiek izmantoti arvien vairāk jauni materiāli un procesi, kas ļauj izpildīt cilvēku prasības attiecībā uz jaunās enerģijas transportlīdzekļiem, kas attiecas uz to vieglumu, zemām izmaksām, viedumu, ekonomiskumu un uzticamību. Attiecībā uz jaunu materiālu izmantošanu, keramikas materiāliem, kuriem piemīt dažādas izcilas un unikālas īpašības, to pielietojot jaunās enerģijas transportlīdzekļos, ir pozitīva nozīme transportlīdzekļa pašmasas samazināšanā, dzinēja efektivitātes paaugstināšanā, enerģijas patēriņa samazināšanā, nodiluma izturīgu detaļu kalpošanas laika pagarināšanā un jaunās enerģijas transportlīdzekļu viedfunkciju uzlabošanā.
EN
