Notizie - Innovazioni nei cavi elettrici per auto: cosa c'è di nuovo sul mercato?

Con l'industria automobilistica in rapida evoluzione, i cavi elettrici sono diventati componenti critici nei veicoli moderni. Ecco alcune delle ultime innovazioni nei cavi elettrici per auto:

1. Cavi di alta tensione per veicoli elettrici

I cavi ad alta tensione per i veicoli elettrici sono componenti chiave utilizzati nei veicoli elettrici per collegare batterie ad alta tensione, inverter, compressori di condizionamento d'aria, generatori trifase e motori elettrici per realizzare la trasmissione dell'energia elettrica di potenza. Rispetto ai cavi utilizzati nei veicoli a combustibile tradizionali, i cavi ad alta tensione per veicoli elettrici hanno le seguenti caratteristiche e requisiti:

Alta tensione e corrente alta: i cavi EV ad alta tensione sono progettati per gestire tensioni fino a 600VAC/900VDC (autovetture) o 1000VAC/1500VDC (veicoli commerciali) e correnti da 250A a 450A o anche più in alto. Questo è molto più alto dei sistemi 12V tipicamente utilizzati nei veicoli a combustibile convenzionali.

Materiale del conduttore: i conduttori sono in genere costruiti in filo di rame morbido ricotto o filo di rame staccato per una migliore conducibilità e resistenza alla corrosione. I fili di rame senza ossigeno (contenenti meno dello 0,001% di ossigeno e una purezza superiore al 99,99%) sono ampiamente utilizzati nei cavi ad alta tensione EV a causa delle loro caratteristiche elevate e non britanniche.

Materiali di isolamento e guaina: al fine di soddisfare i requisiti di alta tensione e cavi ad alta corrente, ad alta tensione sono isolati con materiali di isolamento con elevato spessore delle pareti, come gomma siliconica, polietilene reticolato o poliolefina reticolata, che hanno una buona resistenza al calore e una buona resistenza al calore e l'effetto del ritardo della fiamma, e possono resistere a temperature elevate di oltre 150 ℃.

Protezione e protezione: i cavi ad alta tensione richiedono una schermatura elettromagnetica per ridurre il rumore del campo elettromagnetico e l'interferenza elettromagnetica, mentre i materiali protettivi (come i tubi di isolamento a calore e i tubi compilati) e gli anelli di sigillatura sullo strato esterno dei cavi assicurano che i cavi siano impermeabili, a prova di polvere e abrasivi in ambienti difficili.

Progettazione e cablaggio: la progettazione di cavi ad alta tensione per veicoli elettrici deve tenere conto dei vincoli di spazio di cablaggio, dei requisiti di sicurezza (ad es., Spaziatura minima di 100 millimetri o più tra conduttori ad alta tensione e bassa tensione), peso e costo. Il raggio di flessione del cavo, la distanza dal punto di fissaggio e l'ambiente in cui viene utilizzato (ad es. All'interno o all'esterno del veicolo) influenzerà anche la sua progettazione e selezione.

Standard e specifiche: la progettazione e la produzione di cavi ad alta tensione per veicoli elettrici seguono una serie di standard del settore, come lo standard dell'industria automobilistica QC-T1037 per cavi ad alta tensione per veicoli stradali e cavi TCAS 356-2019 ad alta tensione per nuovi veicoli energetici. Questi standard propongono requisiti specifici per le prestazioni elettriche, le prestazioni meccaniche e l'adattabilità ambientale dei cavi.

Applicazioni: i cavi ad alta tensione per i veicoli elettrici non sono utilizzati solo per i collegamenti a veicolo, ma anche per i collegamenti tra la porta di ricarica e la batteria, all'interno della batteria, tra la batteria e il motore e altri componenti, nonché dispositivi di conservazione dell'energia della batteria e altri campi. I cavi devono essere in grado di resistere a condizioni dure come ambienti a bassa e bassa temperatura, spruzzo salino, campi elettromagnetici, olio e sostanze chimiche.

Lo sviluppo e l'applicazione di cavi ad alta tensione per i veicoli elettrici è uno dei fattori chiave per promuovere un futuro sostenibile e favorevole al clima per la mobilità elettrica. Man mano che la tecnologia dei veicoli elettrici continua ad avanzare, le prestazioni e gli standard dei cavi ad alta tensione continuano a essere ottimizzati per soddisfare la crescente domanda di trasmissione di energia e requisiti di sicurezza.

2. Cavi in alluminio leggero

L'adozione di cavi automobilistici in alluminio leggero è una delle tendenze importanti nel settore automobilistico, in particolare nella nuova industria automobilistica energetica, nel perseguimento di leggeri, efficienza energetica e gamma. Quello che segue è un'analisi dettagliata dei cavi automobilistici in alluminio leggero:

Background e tendenza

Richiesta leggera automobilistica: con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, la domanda di design leggero automobilistico è ulteriormente migliorata. Il filo e il cavo, come componenti principali della trasmissione di potenza automobilistica, sono tradizionalmente progettati per utilizzare il rame come conduttore, ma i cavi del nucleo di rame sono costosi e pesanti di qualità. Pertanto, lo sviluppo di filo e cavo di conduttore in alluminio a basso prezzo di qualità leggera per le automobili è diventato una scelta necessaria per il design leggero automobilistico.

Vantaggio del cavo in alluminio: l'industria della potenza tradizionale ha una lunga storia di utilizzo di cavi in alluminio, cavi di alluminio, basso costo, peso leggero, durata a lungo termine, particolarmente adatto per la trasmissione di potenza a lunga distanza ad alta tensione. La Cina è ricca di risorse in alluminio, fluttuazioni dei prezzi materiali, stabilità dei costi e facile da controllare. Nel nuovo settore dei veicoli energetici, l'uso di cavi in alluminio anziché cavi di rame è una soluzione ideale per ridurre il peso e i costi.

Casi di applicazione del prodotto in alluminio in alluminio

Modello del bus: pacco batteria a filo di alluminio ad ultrasuoni interni ed esterni, uso di alimentazione di grande diametro, il vantaggio di utilizzare il filo di alluminio è ovvio.

Auto passeggeri: DC Busbar adotta cavo in alluminio 50mm2, che è stato prodotto in serie. L'uso della saldatura ad ultrasuoni migliora efficacemente le prestazioni di contatto elettrico delle articolazioni e riduce efficacemente la qualità del cablaggio rispetto ai fili di rame.

Pistola di ricarica AC: l'uso di filo in lega di alluminio resistente alla flessione ad alta resistenza, peso leggero, prestazioni stabili nel test di invecchiamento, ha gradualmente avviato la produzione di massa; Il filo della porta di ricarica CC per le autovetture utilizza il filo di alluminio per migliorare la dissipazione del calore e la saldatura ad ultrasuoni viene utilizzata nel terminale della porta di ricarica rotonda, che migliora significativamente le prestazioni di contatto elettrico, riduce la quantità di calore generata e migliora la durata del servizio.

Differenze di prestazione tra rame e alluminio

Resistività e conduttività: a causa della diversa resistività dell'alluminio e del rame, la conduttività del conduttore di alluminio è del 62% IACS. Quando l'area trasversale del conduttore di alluminio è 1,6 volte quella del rame, le sue prestazioni elettriche sono uguali a quella del rame.

Rapporto di massa: il peso specifico dell'alluminio è di 2,7 kg/m3, il gravità specifico del rame è 8,89 kg/m3, quindi il rapporto di massa dei due è (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. Ciò significa che, sotto le stesse prestazioni elettriche, la massa del conduttore di alluminio è solo 1/2 di quella del corpo di rame.

Spazio di mercato e prospettiva

Tasso di crescita annuale: basato sull'analisi di mercato, il tasso di crescita annuale del foglio lavato di alluminio e il materiale estruso sarà di circa il 30% entro il 2025, mostrando l'enorme potenziale di alluminio nel campo della leggera leggera automobilistica.

Analisi di incertezza

Fattori di costo: sebbene i cavi di alluminio abbiano vantaggi in termini di costi, esiste un fattore negativo per aumentare il costo dell'alluminio anziché dell'acciaio nell'industria automobilistica, che può influire sulla velocità di divulgazione dei cavi di alluminio.

Sfide tecniche: l'applicazione dei cavi in alluminio nelle automobili deve ancora affrontare sfide tecniche, come il miglioramento delle prestazioni di contatto elettrico delle articolazioni e l'ottimizzazione della dissipazione del calore, che devono essere risolte attraverso l'innovazione tecnologica.

L'adozione di cavi automobilistici in alluminio leggero è una tendenza inevitabile per l'industria automobilistica per perseguire la riduzione del risparmio energetico ed delle emissioni e migliorare la gamma. Con il continuo progresso della tecnologia e l'ulteriore ottimizzazione dei costi, l'applicazione dei cavi di alluminio nell'industria automobilistica sarà più estesa, dando un contributo importante alla riduzione del leggero e al risparmio energetico e al risparmio energetico.

3. Cavi schermati per la riduzione dell'EMI

L'interferenza elettromagnetica (EMI) nelle automobili è un problema complesso, specialmente nei veicoli elettrici e ibridi a causa dell'uso intensivo di dispositivi elettronici ad alta potenza. Come uno dei principali collaboratori di EMI, la progettazione e la selezione dei materiali di cablaggio automobilistico è fondamentale per ridurre al minimo l'EMI. Ecco alcuni punti chiave su come ridurre l'EMI nelle automobili attraverso l'uso di cavi schermati:

Come funzionano i cavi schermati: i cavi schermati funzionano aggiungendo uno strato di treccia di metallo o un foglio attorno ai conduttori. Questa schermatura riflette e assorbe le onde elettromagnetiche, riducendo così l'emi.

Tipi di schermatura: esistono due tipi principali di schermatura: schermatura in metallo intrecciato e schermatura del foglio. La schermatura in metallo intrecciata offre una migliore resistenza meccanica e flessibilità, mentre la schermatura del foglio fornisce una migliore schermatura a frequenze più basse. Nelle applicazioni automobilistiche, è comune utilizzare una combinazione di questi due tipi di schermatura per una schermatura ottimale.

Fondando lo scudo: affinché un cavo schermato sia efficace, lo scudo deve essere correttamente a terra. Se lo scudo non è correttamente messo a terra, può diventare un'antenna e aumentare invece EMI. Nelle automobili, è comune attaccare lo scudo al telaio metallico del veicolo per fornire un buon percorso a terra.

Laddove vengono utilizzati i cavi schermati: nelle automobili, i cavi schermati vengono utilizzati principalmente per le linee di segnale critico e di controllo che sono suscettibili all'EMI o che possono diventare stesse fonti EMI. Ad esempio, le linee utilizzate per le unità di controllo del motore (ECU), i segnali del sensore, le reti di veicolo (ad es. Bus, i sistemi di intrattenimento) e i sistemi di intrattenimento in genere utilizzano cavi schermati.

Uso di cavi schermati in combinazione con cavi non schermati: in ambienti automobilistici in cui lo spazio è limitato, i cavi ad alta tensione e a bassa tensione sono spesso posizionati nelle vicinanze. Per ridurre al minimo l'IME, il cavo ad alta tensione può essere progettato come cavo schermato, mentre il cavo a bassa tensione può essere non schermato. In questo modo, lo scudo del cavo ad alta tensione protegge il cavo a bassa tensione dall'EMI.

Layout e design del cavo: oltre all'utilizzo di cavi schermati, è molto importante anche il layout del cavo adeguato. La formazione di loop nei cavi dovrebbe essere evitata, poiché i loop aumentano l'EMI. Inoltre, i cavi dovrebbero essere posizionati il più lontano possibile dalle fonti EMI, come motori e convertitori di alimentazione.

Uso dei filtri: oltre ai cavi schermati, è possibile aggiungere filtri EMI ad entrambe le estremità del cavo per ridurre al minimo l'EMI. I filtri possono essere condensatori o induttori, che filtrano il rumore in un intervallo di frequenza specifico.

In sintesi, utilizzando cavi schermati e combinandoli con il giusto layout del cavo e le tecniche di filtraggio, l'EMI nelle automobili può essere significativamente ridotta, migliorando così l'affidabilità e le prestazioni delle apparecchiature elettroniche.

4. Cavi resistenti ad alta temperatura

I cavi automobilistici resistenti ad alta temperatura sono cavi progettati per l'industria automobilistica per mantenere prestazioni stabili in ambienti ad alta temperatura. Sono principalmente realizzati con diversi materiali speciali per garantire l'affidabilità e la sicurezza in aree ad alta temperatura come i compartimenti del motore. Ecco alcuni materiali comuni utilizzati per cavi automobilistici resistenti ad alta temperatura:

Materiali TPE: elastomeri termoplastici (elastomeri termoplastici), tra cui stireni, olefine, dienes, vinil cloruro, poliesteri, esteri, ammidi, organofluoine, siliconi e vinili. Attualmente, gli elastomeri a base di copolimero a base di blocco SEBS (copolimero a blocchi) SEBS (Copolimero a blocchi) sono i materiali TPE più utilizzati.

Materiali TPU: poliuretano termoplastico (poliuretano termoplastico), la struttura molecolare è divisa in tipo poliestere e di tipo polietere, per blocco rigido e segmenti di catena flessibile. Materiali TPU nel processo di elaborazione della modanatura iniezione rappresentata per oltre il 40% dello stamping di estrusioni è circa 35% o così, con buona elasticità.

Materiale in PVC: polivinil cloruro (polivinil cloruro), attraverso l'aggiunta di diverse quantità di plastificanti per regolare la sua morbidezza, ridurre la sua temperatura di "transizione in vetro", in modo da avere una buona flessibilità e plasticità, elaborare la modanatura.

Materiale in silicone: materiale adsorbente altamente attivo, sostanza amorfa, gomma di termoinfunzione. Il silicone ha un'eccellente resistenza al calore e al freddo e una vasta gamma di temperature operative, da -60 ° C a +180 ° C e oltre.

Politilene reticolato XLPE: attraverso la reticolazione chimica in elastomeri termosettici, le proprietà di isolamento migliorate, l'intervallo di resistenza alla temperatura del cavo viene ampliato, le prestazioni sono state migliorate. Cavo XLPE Una volta che si verifica la combustione, la produzione di anidride carbonica e acqua, relativamente rispettosa dell'ambiente.

La selezione e l'uso di questi materiali consentono ai cavi automobilistici resistenti ad alta temperatura di funzionare in modo stabilmente per lunghi periodi di tempo in ambienti ad alta temperatura come i compartimenti del motore e i sistemi di scarico vicini, garantendo il normale funzionamento dei sistemi elettrici automobilistici. Inoltre, i cavi resistenti ad alta temperatura hanno anche i vantaggi della resistenza all'olio, della resistenza all'acqua, della resistenza all'acido e alcalino, alla resistenza corrosiva del gas, alla resistenza all'invecchiamento, ecc. Sono adatti per metallurgia, energia elettrica, petrolchimici, brodo, energia, ferro e acciaio, macchinari elettrici. Quando si sceglie cavi resistenti ad alta temperatura, è necessario scegliere il modello giusto in base allo scenario di applicazione effettivo, all'ambiente di temperatura, al livello di tensione e ad altri fattori per garantire che il cavo abbia buone prestazioni e sicurezza in condizioni di alta temperatura.

5. Cavi intelligenti con sensori integrati

I cavi per auto intelligenti con sensori integrati sono parte integrante delle moderne auto intelligenti e svolgono un ruolo chiave nell'architettura elettrica ed elettronica del veicolo. I cavi per auto intelligenti non sono solo responsabili della trasmissione della potenza, ma, soprattutto, trasportano segnali di dati e di controllo, collegando le unità di microcontrollore (MCU), sensori, attuatori e altre unità di controllo elettronico (ECU) nell'auto, formando la "rete neurale" dell'auto.

La funzione e l'importanza dei cavi per auto intelligenti

Trasmissione dei dati: i cavi per auto intelligenti sono responsabili della trasmissione di dati dai sensori all'MCU e dei comandi dall'MCU agli attuatori. Questi dati includono, ma non sono limitati a, velocità, temperatura, pressione, posizione, ecc. Ed è fondamentale per raggiungere un controllo preciso del veicolo.
Distribuzione dell'alimentazione: il cavo non solo trasmette i dati, ma è anche responsabile della distribuzione dell'alimentazione ai vari dispositivi elettronici nell'auto per assicurarsi che funzionino correttamente.
Sicurezza e sicurezza: il cavo è progettato tenendo conto della sicurezza, come l'uso di materiali ignifughi e la cornice di protezione da sovracorrente, per garantire che il circuito possa essere interrotto in tempo in caso di malfunzionamento, evitando potenziali pericoli per la sicurezza.

Requisiti di progettazione

La progettazione di cavi per auto intelligenti deve soddisfare i seguenti requisiti:

Affidabilità: i cavi devono essere in grado di funzionare in modo affidabile in una varietà di ambienti difficili dell'auto, tra cui alta temperatura, bassa temperatura, vibrazione e umidità.
Durabilità: i cavi devono essere abbastanza durevoli da resistere a lunghi periodi di utilizzo senza guasti.
Sicurezza: i cavi dovrebbero essere ben isolati per ridurre il rischio di cortocircuiti e avere i meccanismi di protezione necessari.
Leggero: con la tendenza verso veicoli leggeri, anche i cavi devono essere il più leggeri e sottili possibile per ridurre il peso complessivo del veicolo.
Compatibilità elettromagnetica: i cavi dovrebbero avere buone prestazioni di schermatura per ridurre l'interferenza del segnale.

Scenario dell'applicazione

I cavi per auto intelligenti sono ampiamente utilizzati in vari sistemi di automobili, inclusi ma non limitati a:

Sistema di controllo del motore: collegamento dell'ECU del motore con sensori e attuatori per realizzare un controllo preciso del motore.
Sistema di controllo del corpo: collegamento del modulo di controllo del corpo (BCM) con finestre, serrature, illuminazione e altri sistemi.
Sistema di assistenza al conducente: collega il controller ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) con sensori come fotocamera e radar.
Sistema di infotainment: collega il centro multimediale con altoparlanti audio, sistema di navigazione, ecc.

Tendenze future

Man mano che le architetture elettroniche ed elettriche automobilistiche si evolvono, anche i cavi per auto intelligenti. Le tendenze future includono:

Architettura centralizzata: poiché le architetture elettroniche automobilistiche si spostano da distribuite a complessità e lunghezza del cavo centralizzate, contribuendo a ridurre il peso del veicolo e migliorare l'efficienza del flusso di informazioni.
Gestione intelligente: i cavi integreranno componenti più intelligenti, come sensori integrati e connettori intelligenti, che consentono l'autodiagnostica e il reporting di stato.
Applicazione di nuovi materiali: per ridurre ulteriormente il peso e migliorare le prestazioni, i cavi possono essere realizzati con nuovi materiali leggeri.

I cavi per auto intelligenti sono componenti chiave che collegano i sistemi elettronici automobilistici e la loro progettazione e prestazioni sono fondamentali per garantire la sicurezza e l'affidabilità delle automobili. Man mano che la tecnologia avanza e l'elettronica automobilistica accelerano, i cavi per auto intelligenti continueranno a evolversi per soddisfare la necessità di prestazioni più elevate.

6. Cavi biodegradabili ed ecologici

Sullo sfondo della ricerca della protezione ambientale e dello sviluppo sostenibile, i cavi automobilistici biodegradabili ed ecologici stanno diventando un argomento caldo nel settore manifatturiero automobilistico. Questi cavi non solo soddisfano le esigenze dell'industria automobilistica in termini di prestazioni, ma mostrano anche vantaggi significativi in termini di protezione ambientale.

Cavi isolati biodegradabili

I cavi isolati biodegradabili sono realizzati con materiali isolanti biodegradabili che, in determinate condizioni ambientali, possono essere gradualmente decomposti attraverso il metabolismo dei microrganismi e alla fine convertiti in piccole molecole ecologiche, come l'anidride carbonica e l'acqua. Questo processo di solito richiede un certo periodo di tempo e condizioni ambientali adeguate. L'uso di cavi biodegradabili è in linea con i principi dello sviluppo verde e sostenibile. Garantisce le prestazioni dei cavi riducendo al minimo l'impatto sull'ambiente e promuove lo sviluppo dell'industria dei cavi verdi.

Cavi con vernice isolante non inquinante

La vernice isolante non inquinante per cavi utilizza una vernice isolante non pericolosa per sostituire i materiali isolanti che contengono ingredienti pericolosi nei cavi tradizionali. Questa innovazione non solo riduce l'inquinamento ambientale, ma migliora anche la sicurezza e l'affidabilità dei cavi.

Materiali a base biologica nei cavi automobilistici

I materiali a base biologica, in particolare le fibre di acido polilattico (PLA), compositi e nylon, hanno un grande potenziale per l'applicazione nel settore automobilistico grazie alla loro biodegradabilità, produzione e lavorazione ecologica, ampia gamma di fonti di materie prime, a basso odore e a basso contenuto di composti organici volatili (VOC). Con il sostanziale aumento della capacità di produzione, anche l'acido polilattico PLA (PLA), come polimero biologico derivato dalle risorse naturali, ha visto il suo enorme sviluppo. Il PLA è sintetizzato chimicamente dal mais naturale. Questo materiale può essere scomposto in CO2 e H2O dai microrganismi dopo essere stato scartato, senza causare inquinamento all'ambiente ed è riconosciuto come un nuovo eco-materiale che è verde e sostenibile nel 21 ° secolo.

Applicazione di materiali TPU nei cavi automobilistici

I materiali in poliuretano termoplastico (TPU) non solo offrono prestazioni eccellenti, ma sono anche biodegradabili (3-5 anni) e riciclabili. Le proprietà sostenibili ed ecologiche dei materiali TPU offrono una nuova opzione per i cavi automobilistici, che aiuta a ridurre l'impatto sull'ambiente.

Sfide e prospettive

Sebbene i cavi automobilistici biodegradabili ed ecologici presentano molti vantaggi, la loro applicazione deve affrontare alcune sfide e limitazioni. Ad esempio, la velocità e l'efficacia del degrado sono influenzate dalle condizioni ambientali, che richiedono un'attenta valutazione e selezione degli scenari di applicazione. Allo stesso tempo, le prestazioni e la stabilità dei materiali isolanti degradabili devono essere continuamente migliorate e testate per garantire la loro affidabilità e sicurezza. In futuro, poiché la tecnologia continua ad avanzare e la consapevolezza ambientale aumenta, i cavi automobilistici biodegradabili ed ecologici dovrebbero svolgere un ruolo maggiore nel settore automobilistico, guidando l'intero settore in una direzione più ecologica e sostenibile.