Nyheter - Innovationer inom bilens elektriska kablar: Vad är nytt på marknaden?

Med fordonsindustrin snabbt utvecklas har elektriska kablar blivit kritiska komponenter i moderna fordon. Här är några av de senaste innovationerna inom bilens elektriska kablar:

1. Högspänningskablar för EVs

Högspänningskablar för elektriska fordon är nyckelkomponenter som används i elektriska fordon för att ansluta högspänningsbatterier, växelriktare, luftkonditioneringskompressorer, trefasgeneratorer och elektriska motorer för att realisera överföringen av elektrisk energi. Jämfört med kablarna som används i traditionella bränslefordon har högspänningskablar följande egenskaper och krav:

Högspänning och hög ström: EV högspänningskablar är utformade för att hantera spänningar upp till 600VAC/900VDC (personbilar) eller 1000VAC/1500VDC (kommersiella fordon) och strömmar från 250A till 450A eller till och med högre. Detta är mycket högre än 12V -system som vanligtvis används i konventionella bränslefordon.

Ledarmaterial: Ledare är vanligtvis konstruerade av glödgad mjuk koppartråd eller konserverad koppartråd för förbättrad konduktivitet och korrosionsbeständighet. Syrefria koppartrådar (som innehåller mindre än 0,001% syre och mer än 99,99% renhet) används allmänt i EV högspänningskablar på grund av deras höga renhet och icke-brittle egenskaper.

Isolerings- och mantelmaterial: För att uppfylla kraven för högspänning och hög ström, är högspänningskablar isolerade med isoleringsmaterial med hög väggtjocklek, såsom silikongummi, tvärbundna polyeten eller tvärbundna polyolefin, som har god värmebeständighet och flamskyddande effekt, och burk med hög temperatur av mer än 150 ℃.

Skärmning och skydd: Högspänningskablar kräver elektromagnetisk skärmning för att minska elektromagnetiskt fältbrus och elektromagnetisk störning, medan skyddsmaterial (såsom värmesoleringsrör och sammanställda rör) och tätningsringar på det yttre lagret på kablarna säkerställer att kablarna är vattentäta, dammsäkra och abasion-resor.

Design och ledningar: Utformningen av högspänningskablar för elfordon måste ta hänsyn till ledningsbegränsningar, säkerhetskrav (t.ex. minsta avstånd på 100 millimeter eller mer mellan högspännings- och lågspänningsledare), vikt och kostnad. Kabelns böjningsradie, avståndet till fixeringspunkten och miljön där den används (t.ex. inom eller utanför fordonet) kommer också att påverka dess design och val.

Standarder och specifikationer: Utformning och tillverkning av högspänningskablar för elfordon följer en serie industristandarder, såsom QC-T1037 bilindustrins standard för högspänningskablar för vägfordon och TCA: er 356-2019 högspänningskablar för nya energifordon. Dessa standarder ställer fram specifika krav för elektriska prestanda, mekaniska prestanda och miljöanpassningsförmåga hos kablar.

Applikationer: Högspänningskablar för elektriska fordon används inte bara för fordonsanslutningar, utan också för anslutningar mellan laddningsporten och batteriet, inuti batteriet, mellan batteriet och motorn och andra komponenter, samt batterilagringsenheter och andra fält. Kablarna måste kunna motstå hårda förhållanden som miljöer med hög och låg temperatur, saltspray, elektromagnetiska fält, olja och kemikalier.

Utveckling och tillämpning av högspänningskablar för elektriska fordon är en av de viktigaste faktorerna för att främja en hållbar och klimatvänlig framtid för elektrisk rörlighet. När elektrisk fordonsteknologi fortsätter att gå vidare fortsätter prestandan och standarderna för högspänningskablar att möta den växande efterfrågan på kraftöverföring och säkerhetskrav.

2. Lätt aluminiumkablar

Antagandet av lätta aluminiumbilkablar är en av de viktiga trenderna inom bilindustrin, särskilt inom den nya Energy Automotive -industrin, i strävan efter lätt, energieffektivitet och sortiment. Följande är en detaljerad analys av lätta aluminiumbilkablar:

Bakgrund och trend

Automotive Lightweight Demand: Med den snabba utvecklingen av nya energifordon förbättras efterfrågan på fordonsens lättviktsdesign ytterligare. Tråd och kabel, som huvudkomponenterna i fordonets kraftöverföring, är traditionellt utformade för att använda koppar som ledare, men kopparkärnkablar är dyra och tunga i kvalitet. Därför har utvecklingen av ljuskvalitet, billig aluminiumledartråd och kabel för bilar blivit ett nödvändigt val för fordonsens lättviktsdesign.

Aluminiumkabelfördel: Den traditionella kraftindustrin har en lång historia av att använda aluminiumkablar, aluminiumkablar, låg kostnad, lätt vikt, lång livslängd, särskilt lämplig för högspänningsstörning av kraftöverföring. Kina är rik på aluminiumresurser, materiella prisfluktuationer, kostnadsstabilitet och lätt att kontrollera. Inom den nya energifordonsindustrin är användningen av aluminiumkablar istället för kopparkablar en idealisk lösning för att minska vikten och kostnaden.

Produktfall i aluminiumtrådsprodukt

Bussmodell: Batteripaket Internt och extern ultraljudssvetsning av aluminiumtråd, användning av stor diameter Kraftanslutning, fördelen med att använda aluminiumtråd är uppenbar.

Personbil: DC-busbar antar 50mm2 aluminiumkabel, som framgångsrikt har massproducerats. Användningen av ultraljudssvetsning förbättrar effektivt ledens elektriska kontaktprestanda och minskar effektivt kvaliteten på ledningsnätet jämfört med koppartrådar.

AC-laddningspistol: Att använda höghållfast böjningsresistent aluminiumlegeringsledning, lätt vikt, stabil prestanda i åldrande test, har gradvis börjat massproduktion; DC -laddningsporttråd för personbilar använder aluminiumtråd för att förbättra värmeavledningen, och ultraljudssvetsning används i den runda laddningsportterminalen, vilket avsevärt förbättrar den elektriska kontaktprestanda, minskar mängden värme som genereras och förbättrar livslängden.

Prestationsskillnader mellan koppar och aluminium

Resistivitet och konduktivitet: På grund av den olika resistiviteten hos aluminium och koppar är konduktiviteten hos aluminiumledare 62% IAC. När tvärsnittsområdet för aluminiumledare är 1,6 gånger koppar, är dess elektriska prestanda densamma som för koppar.

Massförhållande: Den specifika tyngdkraften för aluminium är 2,7 kg/m3, den specifika tyngdkraften för koppar är 8,89 kg/m3, så massförhållandet för de två är (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. Detta innebär att under samma elektriska prestanda är massan av aluminiumledare endast 1/2 av kopparkroppen.

Marknadsutrymme och utsikter

Årlig tillväxttakt: Baserat på marknadsanalys kommer den årliga tillväxttakten för aluminiumvalsat ark och extruderat material att vara cirka 30% fram till 2025, vilket visar den enorma potentialen för aluminium inom fordonets lättvikt.

Osäkerhetsanalys

Kostnadsfaktorer: Även om aluminiumkablar har kostnadsfördelar, finns det en negativ faktor för att öka kostnaden för aluminium istället för stål i bilindustrin, vilket kan påverka hastigheten för popularisering av aluminiumkablar.

Tekniska utmaningar: Tillämpningen av aluminiumkablar i bilar står fortfarande inför tekniska utmaningar, till exempel förbättringen av ledens elektriska kontaktprestanda och optimering av värmeavledning, som måste lösas genom teknisk innovation.

Antagandet av lätta aluminiumbilkablar är en oundviklig trend för bilindustrin att bedriva energibesparing och utsläppsminskning och förbättra sortimentet. Med den kontinuerliga framstegen med teknik och ytterligare optimering av kostnaden kommer tillämpningen av aluminiumkablar i fordonsindustrin att vara mer omfattande, vilket ger ett viktigt bidrag till fordonslätt och energibesparing och utsläppsminskning.

3. Skärmade kablar för EMI -reduktion

Elektromagnetisk störning (EMI) i bilar är ett komplext problem, särskilt i elektriska och hybridfordon på grund av intensiv användning av högeffektiska elektroniska enheter. Som en av de viktigaste bidragsgivarna till EMI är designen och materialvalet av ledningsnät för fordon av bilar avgörande för att minimera EMI. Här är några viktiga punkter för hur man kan minska EMI i bilar genom användning av skyddade kablar:

Hur skyddade kablar fungerar: Skärda kablar fungerar genom att lägga till ett lager av metallfläta eller folie runt ledarna. Detta skärmning reflekterar och absorberar elektromagnetiska vågor, och därmed reducerar EMI. Skyddet är anslutet till marken, vilket leder fångade elektromagnetiska energi till marken och förhindrar att den interfererar med andra elektroniska enheter.

Typer av skärmning: Det finns två huvudtyper av skärmning: flätad metallskydd och folieskydd. Flätad metallskydd ger bättre mekanisk styrka och flexibilitet, medan folieskydd ger bättre skärmning vid lägre frekvenser. I fordonsapplikationer är det vanligt att använda en kombination av dessa två skärmningstyper för optimal skärmning.

Jordning av skölden: För att en skärmad kabel ska vara effektiv måste skölden vara ordentligt jordad. Om skölden inte är ordentligt jordad kan den bli en antenn och öka EMI istället. I bilar är det vanligt att fästa skölden på fordonets metallram för att ge en bra väg till marken.

Där skyddade kablar används: I bilar används skärmade kablar huvudsakligen för kritiska signal- och kontrolllinjer som är mottagliga för EMI eller som kan bli EMI -källor själva. Till exempel linjer som används för motorstyrenheter (ECUS), sensorsignaler, nätverk i fordon (t.ex. bussar) och underhållningssystem använder vanligtvis skärmade kablar.

Användning av skärmade kablar i samband med oskärmade kablar: I bilmiljöer där utrymmet är begränsat placeras ofta högspännings- och lågspänningskablar i närheten av varandra. För att minimera EMI kan högspänningskabeln utformas som en skärmad kabel, medan lågspänningskabeln kan vara oskärmad. På detta sätt skyddar skölden för högspänningskabeln lågspänningskabeln från EMI.

Kabellayout och design: Förutom att använda skärmade kablar är korrekt kabellayout också mycket viktig. Bildningen av slingor i kablar bör undvikas, eftersom slingor ökar EMI. Dessutom bör kablar vara belägna så långt borta som möjligt från EMI -källor, till exempel motorer och kraftomvandlare.

Användning av filter: Förutom skyddade kablar kan EMI -filter läggas till i båda ändarna av kabeln för att ytterligare minimera EMI. Filter kan vara kondensatorer eller induktorer, som filtrerar bort brus i ett specifikt frekvensområde.

Sammanfattningsvis, genom att använda skärmade kablar och kombinera dem med rätt kabellayout och filtreringstekniker, kan EMI i bilar minskas avsevärt och därmed förbättra tillförlitligheten och prestandan för elektronisk utrustning.

4. Högtemperaturbeständiga kablar

Högtemperaturbeständiga fordonskablar är kablar som är designade för fordonsindustrin för att upprätthålla stabila prestanda i högtemperaturmiljöer. De är huvudsakligen gjorda av flera specialmaterial för att säkerställa tillförlitlighet och säkerhet i högtemperaturområden som motorfack. Här är några vanliga material som används för högtemperaturbeständiga fordonskablar:

TPE -material: termoplastiska elastomerer (termoplastiska elastomerer), inklusive styrener, olefiner, diener, vinylklorid, polyestrar, estrar, amider, organofluoriner, silikoner och vinyler. För närvarande är SEB: er (styren-etylen-butylenstyren blocksampolymer) baserade elastomerer de mest använda TPE-materialen.

TPU-material: termoplastisk polyuretan (termoplastisk polyuretan), molekylstrukturen är uppdelad i polyestertyp och polyetertyp, av den styva blocket och flexibla kedjesegment. TPU-material i bearbetningsprocessen för injektionsformning som står för mer än 40% av extruderingsmålningen är cirka 35% eller så, med godtillstånd.

PVC -material: polyvinylklorid (polyvinylklorid), genom tillsats av olika mängder mjukgörare för att reglera dess mjukhet, minska dess "glasövergång" -temperatur, för att ha god flexibilitet och plasticitet, lätt att bearbeta formning.

Silikonmaterial: Ett mycket aktivt adsorbentmaterial, amorft ämne, termosetting gummi. Silikon har utmärkt värme och kallmotstånd och ett brett utbud av driftstemperaturer, från -60 ° C till +180 ° C och därefter.

XLPE tvärbundna polyeten: Genom kemisk tvärbindning till termosettingelastomerer, förbättrade isoleringsegenskaper utvidgas kabeltemperaturmotståndsområdet, prestandan har förbättrats. XLPE -kabel När förbränning inträffar, produktionen av koldioxid och vatten, relativt miljövänligt.

Valet och användningen av dessa material gör det möjligt för högtemperaturbeständiga fordonskablar att fungera stabilt under långa perioder i högtemperaturmiljöer såsom motorfack och nära avgassystem, vilket säkerställer den normala driften av fordonets elektriska system. Dessutom har resistenta kablar med högt temperatur också fördelarna med oljemotstånd, vattenmotstånd, syra och alkali-motstånd, frätande gasmotstånd, åldrande motstånd, etc. De är lämpliga för metallurgi, elektrisk kraft, petrokemikalier, rullande lager, energi, järn och stål, elektriska maskiner och andra fält. När du väljer hög temperaturbeständiga kablar måste du välja rätt modell enligt det faktiska applikationsscenariot, temperaturmiljön, spänningsnivån och andra faktorer för att säkerställa att kabeln har god prestanda och säkerhet under höga temperaturförhållanden.

5. Smarta kablar med integrerade sensorer

Smarta bilkablar med integrerade sensorer är en integrerad del av moderna smarta bilar, och de spelar en nyckelroll i fordonets elektriska och elektroniska arkitektur. Smarta bilkablar är inte bara ansvariga för överföring av kraft, utan ännu viktigare, de har data och styrsignaler, ansluter mikrokontrollenheter (MCU: er), sensorer, ställdon och andra elektroniska styrenheter (ECU) i bilen och bildar bilens "neurala nätverk".

Funktionen och betydelsen av smarta bilkablar

Dataöverföring: Smarta bilkablar ansvarar för att överföra data från sensorer till MCU och kommandon från MCU till ställdon. Dessa data inkluderar, men är inte begränsad till, hastighet, temperatur, tryck, position etc. och är avgörande för att uppnå exakt kontroll av fordonet.
Strömfördelning: Kabeln överför inte bara data, utan ansvarar också för att distribuera ström till de olika elektroniska enheterna i bilen för att säkerställa att de fungerar korrekt.
Säkerhet och säkerhet: Kabeln är utformad med säkerhet i åtanke, såsom användning av brandsäkra material och inställningen av överströmsskydd, för att säkerställa att kretsen kan stängas av i tid i händelse av ett fel, undvika potentiella säkerhetsrisker.

Designkrav

Utformningen av smarta bilkablar måste uppfylla följande krav:

Tillförlitlighet: Kablar måste kunna arbeta pålitligt i en mängd hårda miljöer i bilen, inklusive hög temperatur, låg temperatur, vibration och fuktighet.
Hållbarhet: Kablar måste vara tillräckligt hållbara för att motstå långa användarperioder utan fel.
Säkerhet: Kablar bör vara väl isolerade för att minska risken för kortkretsar och ha de nödvändiga skyddsmekanismerna.
Lättvikt: Med trenden mot lätta fordon måste kablar också vara så lätta och tunna som möjligt för att minska fordonets totala vikt.
Elektromagnetisk kompatibilitet: Kablar bör ha god skärmning för att minska signalstörningar.

Applikationsscenario

Smarta bilkablar används ofta i olika bilar av bilar, inklusive men inte begränsat till:

Motorstyrningssystem: Ansluta motor ECU med sensorer och ställdon för att realisera exakt kontroll över motorn.
Kroppskontrollsystem: Anslutning av kroppskontrollmodul (BCM) med fönster, dörrlås, belysning och andra system.
Driver Assistance System: Ansluter ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) Controller med sensorer som kamera och radar.
Infotainment -system: Ansluter multimediacentret med ljudhögtalare, navigationssystem etc.

Framtida trender

När fordonets elektroniska och elektriska arkitekturer utvecklas, så gör smarta bilkablar. Framtida trender inkluderar:

Centraliserad arkitektur: När fordonselektroniska arkitekturer växlar från distribuerad till centraliserad kabelkomplexitet och längd kommer sannolikt att minska, vilket hjälper till att minska fordonets vikt och förbättra effektiviteten i informationsflödet.
Intelligent hantering: Kablar kommer att integrera mer intelligenta komponenter, till exempel inbyggda sensorer och smarta kontakter, vilket möjliggör självdiagnostik och statusrapportering.
Tillämpning av nya material: För att ytterligare minska vikten och förbättra prestanda kan kablar vara gjorda av nya lätta material.

Smarta bilkablar är viktiga komponenter som ansluter bilens elektroniska system, och deras design och prestanda är avgörande för att säkerställa bilarnas säkerhet och tillförlitlighet. När tekniken går framåt och fordonselektronik accelererar kommer smarta bilkablar att fortsätta utvecklas för att tillgodose behovet av högre prestanda.

6. Biologiskt nedbrytbara och miljövänliga kablar

Mot bakgrund av strävan efter miljöskydd och hållbar utveckling blir biologiskt nedbrytbara och miljövänliga fordonskablar ett hett ämne i biltillverkningsindustrin. Dessa kablar uppfyller inte bara bilindustrins behov när det gäller prestanda, utan visar också betydande fördelar när det gäller miljöskydd.

Biologiskt nedbrytbara isolerade kablar

Biologiskt nedbrytbara isolerade kablar är tillverkade av biologiskt nedbrytbara isolerande material, som under vissa miljöförhållanden gradvis kan sönderdelas genom metabolismen av mikroorganismer och i slutändan omvandlas till miljövänliga små molekyler, såsom koldioxid och vatten. Denna process kräver vanligtvis en viss tid och lämpliga miljöförhållanden. Användningen av biologiskt nedbrytbara kablar är i linje med principerna för grön och hållbar utveckling. Det säkerställer kablarnas prestanda och minimerar påverkan på miljön och främjar utvecklingen av den gröna kabelindustrin.

Kablar med icke-förorenande isolerande lack

Icke-förorenande isolerande lack för kablar använder icke-farlig isolerande lack för att ersätta de isolerande materialen som innehåller farliga ingredienser i traditionella kablar. Denna innovation minskar inte bara miljöföroreningar utan förbättrar också kablarnas säkerhet och tillförlitlighet.

Biobaserade material i bilkablar

Biobaserade material, särskilt polylaktinsyra (PLA) -fibrer, kompositer och nylon, har stor potential för applicering i fordonsindustrin på grund av deras biologiska nedbrytbarhet, miljövänlig produktion och bearbetning, brett utbud av råmaterialkällor, låg lukt och lågt flyktiga organiska föreningar (VOC). Med den betydande ökningen av produktionskapaciteten har PLA-polylaktinsyra (PLA), som en biobaserad polymer som härrör från naturresurser, också sett sin enorma utveckling. PLA syntetiseras kemiskt från naturlig majs. Detta material kan sönderdelas till CO2 och H2O av mikroorganismer efter att ha kasserats, utan att orsaka föroreningar i miljön och erkänns som ett nytt miljömaterial som är grönt och hållbart under 2000-talet.

Tillämpning av TPU -material i fordonskablar

Termoplastiska polyuretanmaterial (TPU) erbjuder inte bara utmärkta prestanda, utan är också biologiskt nedbrytbara (3-5 år) och återvinningsbara. De hållbara och miljövänliga egenskaperna hos TPU-material erbjuder ett nytt alternativ för fordonskablar, vilket hjälper till att minska påverkan på miljön.

Utmaningar och utsikter

Även om biologiskt nedbrytbara och miljövänliga bilkablar uppvisar många fördelar, står deras tillämpning inför vissa utmaningar och begränsningar. Till exempel påverkas nedbrytningshastigheten och effektiviteten av miljöförhållanden, vilket kräver noggrann utvärdering och val av applikationsscenarier. Samtidigt måste prestandan och stabiliteten hos nedbrytbara isoleringsmaterial ständigt förbättras och testas för att säkerställa deras tillförlitlighet och säkerhet. I framtiden, när tekniken fortsätter att gå vidare och miljömedvetenheten ökar, förväntas biologiskt nedbrytbara och miljövänliga fordonskablar spela en större roll i bilindustrin och driva hela industrin i en mer miljövänlig och hållbar riktning.