Berita - Inovasi dalam Kabel Elektrik Kereta: Apa yang Baharu di Pasaran?

Dengan industri automotif yang berkembang pesat, kabel elektrik telah menjadi komponen kritikal dalam kenderaan moden. Berikut adalah beberapa inovasi terkini dalam kabel elektrik kereta:

1.Kabel Voltan Tinggi untuk EV

Kabel voltan tinggi untuk kenderaan elektrik adalah komponen utama yang digunakan dalam kenderaan elektrik untuk menyambungkan bateri voltan tinggi, penyongsang, pemampat penghawa dingin, penjana tiga fasa dan motor elektrik untuk merealisasikan penghantaran tenaga elektrik kuasa. Berbanding dengan kabel yang digunakan dalam kenderaan bahan api tradisional, kabel voltan tinggi kenderaan elektrik mempunyai ciri dan keperluan berikut:

Voltan Tinggi dan Arus Tinggi: Kabel voltan tinggi EV direka untuk mengendalikan voltan sehingga 600VAC/900VDC (kereta penumpang) atau 1000VAC/1500VDC (kenderaan komersial) dan arus dari 250A hingga 450A atau lebih tinggi. Ini jauh lebih tinggi daripada sistem 12V yang biasanya digunakan dalam kenderaan bahan api konvensional.

Bahan Konduktor: Konduktor biasanya dibina daripada dawai tembaga lembut anil atau dawai tembaga tin untuk kekonduksian yang lebih baik dan rintangan kakisan. Wayar kuprum bebas oksigen (mengandungi kurang daripada 0.001% oksigen dan lebih daripada 99.99% ketulenan) digunakan secara meluas dalam kabel voltan tinggi EV kerana ciri ketulenan tinggi dan tidak rapuh.

Bahan penebat dan sarung: Untuk memenuhi keperluan voltan tinggi dan arus tinggi, kabel voltan tinggi ditebat dengan bahan penebat dengan ketebalan dinding yang tinggi, seperti getah silikon, polietilena bersilang atau poliolefin bersambung silang, yang mempunyai rintangan haba yang baik dan kesan kalis api, dan boleh menahan suhu tinggi melebihi 150 ℃.

Perisai dan perlindungan: Kabel voltan tinggi memerlukan perisai elektromagnet untuk mengurangkan hingar medan elektromagnet dan gangguan elektromagnet, manakala bahan pelindung (seperti tiub penebat haba dan tiub tersusun) dan gelang pengedap pada lapisan luar kabel memastikan kabel kalis air, kalis habuk dan tahan lelasan dalam persekitaran yang keras.

Reka bentuk dan pendawaian: Reka bentuk kabel voltan tinggi untuk kenderaan elektrik perlu mengambil kira kekangan ruang pendawaian, keperluan keselamatan (cth, jarak minimum 100 milimeter atau lebih antara konduktor voltan tinggi dan voltan rendah), berat dan kos. Jejari lentur kabel, jarak ke titik penetapan dan persekitaran di mana ia digunakan (cth di dalam atau di luar kenderaan) juga akan mempengaruhi reka bentuk dan pemilihannya.

Piawaian dan spesifikasi: Reka bentuk dan pembuatan kabel voltan tinggi untuk kenderaan elektrik mengikut satu siri piawaian industri, seperti Standard Industri Automotif QC-T1037 untuk Kabel Voltan Tinggi untuk Kenderaan Jalan Raya dan TCAS 356-2019 Kabel Voltan Tinggi untuk Kenderaan Tenaga Baharu. Piawaian ini mengemukakan keperluan khusus untuk prestasi elektrik, prestasi mekanikal dan kebolehsuaian persekitaran kabel.

Aplikasi: kabel voltan tinggi untuk kenderaan elektrik bukan sahaja digunakan untuk sambungan dalam kenderaan, tetapi juga untuk sambungan antara port pengecasan dan bateri, di dalam bateri, antara bateri dan enjin dan komponen lain, serta peranti penyimpanan tenaga bateri dan medan lain. Kabel mesti mampu menahan keadaan yang teruk seperti persekitaran suhu tinggi dan rendah, semburan garam, medan elektromagnet, minyak dan bahan kimia.

Pembangunan dan penggunaan kabel voltan tinggi untuk kenderaan elektrik adalah salah satu faktor utama dalam mempromosikan masa depan yang mampan dan mesra iklim untuk mobiliti elektrik. Memandangkan teknologi kenderaan elektrik terus berkembang, prestasi dan piawaian kabel voltan tinggi terus dioptimumkan untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk penghantaran kuasa dan keperluan keselamatan.

2. Kabel Aluminium Ringan

Penggunaan kabel automotif aluminium ringan adalah salah satu trend penting dalam industri automotif, terutamanya dalam industri automotif tenaga baharu, dalam usaha mengejar kecekapan dan julat yang ringan, tenaga. Berikut ialah analisis terperinci kabel automotif aluminium ringan:

Latar Belakang dan Trend

Permintaan ringan automotif: dengan perkembangan pesat kenderaan tenaga baharu, permintaan untuk reka bentuk ringan automotif dipertingkatkan lagi. Wayar dan kabel, sebagai komponen utama penghantaran kuasa automotif, direka secara tradisional untuk menggunakan tembaga sebagai konduktor, tetapi kabel teras tembaga mahal dan berkualiti tinggi. Oleh itu, pembangunan wayar dan kabel konduktor aluminium yang berkualiti ringan dan berharga rendah untuk kereta telah menjadi pilihan yang diperlukan untuk reka bentuk ringan automotif.

Kelebihan kabel aluminium: industri kuasa tradisional mempunyai sejarah panjang menggunakan kabel aluminium, kabel aluminium, kos rendah, ringan, hayat perkhidmatan yang panjang, terutamanya sesuai untuk penghantaran kuasa jarak jauh voltan tinggi. China kaya dengan sumber aluminium, turun naik harga bahan, kestabilan kos dan mudah dikawal. Dalam industri kenderaan tenaga baharu, penggunaan kabel aluminium dan bukannya kabel tembaga adalah penyelesaian yang ideal untuk mengurangkan berat dan kos.

Kes aplikasi produk dawai aluminium

Model bas: wayar aluminium kimpalan ultrasonik dalaman dan luaran pek bateri, penggunaan wayar penyambung kuasa diameter besar, kelebihan menggunakan wayar aluminium adalah jelas.

Kereta penumpang: Bar bas DC menggunakan kabel aluminium 50mm2, yang telah berjaya dihasilkan secara besar-besaran. Penggunaan kimpalan ultrasonik dengan berkesan meningkatkan prestasi sentuhan elektrik pada sambungan dan mengurangkan kualiti abah-abah pendawaian secara berkesan berbanding wayar tembaga.

Pistol pengecas AC: menggunakan dawai aloi aluminium tahan lenturan berkekuatan tinggi, ringan, prestasi stabil dalam ujian penuaan, telah secara beransur-ansur memulakan pengeluaran besar-besaran; Kawat pelabuhan pengecas DC untuk kereta penumpang menggunakan wayar aluminium untuk meningkatkan pelesapan haba, dan kimpalan ultrasonik digunakan dalam terminal pelabuhan pengecasan bulat, yang meningkatkan prestasi sentuhan elektrik dengan ketara, mengurangkan jumlah haba yang dijana, dan meningkatkan hayat perkhidmatan.

Perbezaan prestasi antara tembaga dan aluminium

Kerintangan dan kekonduksian: Disebabkan oleh kerintangan aluminium dan kuprum yang berbeza, kekonduksian konduktor aluminium ialah 62% IACS. apabila luas keratan rentas konduktor aluminium adalah 1.6 kali ganda daripada kuprum, prestasi elektriknya adalah sama dengan kuprum.

Nisbah jisim: graviti tentu aluminium ialah 2.7kg/m3, graviti tentu kuprum ialah 8.89kg/m3, jadi nisbah jisim kedua-duanya ialah (2.7×160%)/(8.89×1)≈50%. Ini bermakna di bawah prestasi elektrik yang sama, jisim konduktor aluminium hanyalah 1/2 daripada jisim badan kuprum.

Ruang Pasaran dan Prospek

Kadar pertumbuhan tahunan: Berdasarkan analisis pasaran, kadar pertumbuhan tahunan kepingan aluminium bergulung dan bahan tersemperit akan menjadi kira-kira 30% menjelang 2025, menunjukkan potensi besar aluminium dalam bidang pemberat ringan automotif.

Analisis Ketidakpastian

Faktor kos: Walaupun kabel aluminium mempunyai kelebihan kos, terdapat faktor negatif peningkatan kos aluminium dan bukannya keluli dalam industri automotif, yang mungkin menjejaskan kelajuan popularisasi kabel aluminium.

Cabaran teknikal: Penggunaan kabel aluminium dalam kereta masih menghadapi cabaran teknikal, seperti peningkatan prestasi sentuhan elektrik sambungan dan pengoptimuman pelesapan haba, yang perlu diselesaikan melalui inovasi teknologi.

Penggunaan kabel automotif aluminium ringan adalah trend yang tidak dapat dielakkan bagi industri automotif untuk meneruskan penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan, dan meningkatkan julat. Dengan kemajuan teknologi yang berterusan dan pengoptimuman kos selanjutnya, penggunaan kabel aluminium dalam industri automotif akan menjadi lebih meluas, memberikan sumbangan penting kepada automotif ringan dan penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan.

3. Kabel Berlindung untuk Pengurangan EMI

Gangguan elektromagnet (EMI) dalam kereta merupakan masalah yang kompleks, terutamanya dalam kenderaan elektrik dan hibrid kerana penggunaan intensif peranti elektronik berkuasa tinggi. Sebagai salah satu penyumbang utama kepada EMI, reka bentuk dan pemilihan bahan abah-abah pendawaian automotif adalah penting untuk meminimumkan EMI. Berikut ialah beberapa perkara penting tentang cara mengurangkan EMI dalam kereta melalui penggunaan kabel berperisai:

Cara kabel berperisai berfungsi:Kabel terlindung berfungsi dengan menambahkan lapisan jalinan logam atau kerajang di sekeliling konduktor. Perisai ini memantulkan dan menyerap gelombang elektromagnet, sekali gus mengurangkan EMI. Perisai disambungkan ke tanah, yang mengarahkan tenaga elektromagnet yang ditangkap ke tanah dan menghalangnya daripada mengganggu peranti elektronik lain.

Jenis Perisai: Terdapat dua jenis perisai utama: perisai logam berjalin dan perisai kerajang. Perisai logam berjalin memberikan kekuatan dan fleksibiliti mekanikal yang lebih baik, manakala perisai foil memberikan perisai yang lebih baik pada frekuensi yang lebih rendah. Dalam aplikasi automotif, adalah perkara biasa untuk menggunakan gabungan kedua-dua jenis perisai ini untuk perisai yang optimum.

Membumikan perisai: Agar kabel berperisai berkesan, perisai mesti dibumikan dengan betul. Jika perisai tidak dibumikan dengan betul, ia boleh menjadi antena dan sebaliknya meningkatkan EMI. Dalam kereta, adalah perkara biasa untuk memasang perisai pada bingkai logam kenderaan untuk menyediakan laluan yang baik ke tanah.

Di mana kabel terlindung digunakan: Dalam kereta, kabel terlindung digunakan terutamanya untuk isyarat kritikal dan talian kawalan yang terdedah kepada EMI atau yang mungkin menjadi sumber EMI sendiri. Contohnya, talian yang digunakan untuk unit kawalan enjin (ECU), isyarat penderia, rangkaian dalam kenderaan (cth, bas CAN), dan sistem hiburan biasanya menggunakan kabel terlindung.

Penggunaan kabel berperisai bersama-sama dengan kabel tidak berperisai: Dalam persekitaran automotif di mana ruang terhad, kabel voltan tinggi dan voltan rendah sering diletakkan berdekatan antara satu sama lain. Untuk meminimumkan EMI, kabel voltan tinggi boleh direka bentuk sebagai kabel terlindung, manakala kabel voltan rendah boleh tidak dilindungi. Dengan cara ini, perisai kabel voltan tinggi melindungi kabel voltan rendah daripada EMI.

Susun Atur dan Reka Bentuk Kabel: Selain menggunakan kabel terlindung, susun atur kabel yang betul juga sangat penting. Pembentukan gelung dalam kabel harus dielakkan, kerana gelung meningkatkan EMI. selain itu, kabel harus diletakkan sejauh mungkin dari sumber EMI, seperti motor dan penukar kuasa.

Penggunaan penapis: Selain kabel terlindung, penapis EMI boleh ditambah pada kedua-dua hujung kabel untuk meminimumkan lagi EMI. penapis boleh menjadi kapasitor atau induktor, yang menapis bunyi dalam julat frekuensi tertentu.

Ringkasnya, dengan menggunakan kabel terlindung dan menggabungkannya dengan reka letak kabel dan teknik penapisan yang betul, EMI dalam kereta boleh dikurangkan dengan ketara, sekali gus meningkatkan kebolehpercayaan dan prestasi peralatan elektronik.

4. Kabel Tahan Suhu Tinggi

Kabel automotif tahan suhu tinggi ialah kabel yang direka untuk industri automotif untuk mengekalkan prestasi yang stabil dalam persekitaran suhu tinggi. Ia terutamanya diperbuat daripada beberapa bahan khas untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatan di kawasan bersuhu tinggi seperti petak enjin. Berikut ialah beberapa bahan biasa yang digunakan untuk kabel automotif tahan suhu tinggi:

Bahan TPE: elastomer termoplastik (Elastomer Termoplastik), termasuk stirena, olefin, diena, vinil klorida, poliester, ester, amida, organofluorin, silikon dan vinil. Pada masa ini, elastomer berasaskan SEBS (kopolimer blok stirena-etilena-butilena-stirena) ialah bahan TPE yang paling banyak digunakan.

Bahan TPU: poliuretana termoplastik (Polyuretana Termoplastik), struktur molekul dibahagikan kepada jenis poliester dan jenis polieter, oleh blok tegar dan segmen rantai fleksibel.Bahan TPU dalam proses pemprosesan pengacuan suntikan menyumbang lebih daripada 40% daripada pengacuan penyemperitan adalah kira-kira 35% atau lebih, dengan keanjalan yang baik dan rintangan haus.

Bahan PVC: Polivinil Klorida (Polyvinyl Chloride), melalui penambahan jumlah plasticizer yang berbeza untuk mengawal kelembutannya, mengurangkan suhu "peralihan kaca", supaya mempunyai fleksibiliti dan keplastikan yang baik, mudah untuk memproses pengacuan.

Bahan silikon: bahan penjerap yang sangat aktif, bahan amorf, getah termoset. Silikon mempunyai rintangan haba dan sejuk yang sangat baik dan pelbagai suhu operasi, dari -60°C hingga +180°C dan seterusnya.

Polietilena silang silang XLPE: melalui pemautan silang kimia ke dalam elastomer termoset, sifat penebat yang lebih baik, julat rintangan suhu kabel diperluaskan, prestasi telah dipertingkatkan. Kabel XLPE sebaik sahaja pembakaran berlaku, pengeluaran karbon dioksida dan air, agak mesra alam.

Pemilihan dan penggunaan bahan ini membolehkan kabel automotif tahan suhu tinggi berfungsi secara stabil untuk jangka masa yang lama dalam persekitaran suhu tinggi seperti petak enjin dan sistem ekzos berhampiran, memastikan operasi normal sistem elektrik automotif. Di samping itu, kabel tahan suhu tinggi juga mempunyai kelebihan rintangan minyak, rintangan air, rintangan asid dan alkali, rintangan gas menghakis, rintangan penuaan, dan lain-lain. Ia sesuai untuk metalurgi, kuasa elektrik, petrokimia, rolling stock, tenaga, besi dan keluli, jentera elektrik dan bidang lain. Apabila memilih kabel tahan suhu tinggi, anda perlu memilih model yang betul mengikut senario aplikasi sebenar, persekitaran suhu, tahap voltan dan faktor lain untuk memastikan kabel mempunyai prestasi dan keselamatan yang baik di bawah keadaan suhu tinggi.

5. Kabel Pintar dengan Penderia Bersepadu

Kabel kereta pintar dengan penderia bersepadu adalah sebahagian daripada kereta pintar moden, dan ia memainkan peranan penting dalam seni bina elektrik dan elektronik kenderaan. Kabel kereta pintar bukan sahaja bertanggungjawab untuk penghantaran kuasa, tetapi yang lebih penting, ia membawa data dan isyarat kawalan, menyambungkan unit mikropengawal (MCU), penderia, penggerak dan unit kawalan elektronik (ECU) lain di dalam kereta, membentuk "rangkaian saraf" kereta.

Fungsi dan kepentingan kabel kereta pintar

Penghantaran Data: Kabel kereta pintar bertanggungjawab untuk menghantar data daripada penderia ke MCU dan arahan daripada MCU kepada penggerak. Data ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada, kelajuan, suhu, tekanan, kedudukan, dsb., dan penting untuk mencapai kawalan tepat kenderaan.
Pengagihan Kuasa: Kabel bukan sahaja menghantar data, tetapi juga bertanggungjawab untuk mengagihkan kuasa kepada pelbagai peranti elektronik di dalam kereta untuk memastikan ia berfungsi dengan baik.
Keselamatan dan keselamatan: Kabel direka bentuk dengan mengambil kira keselamatan, seperti penggunaan bahan kalis api dan tetapan perlindungan arus lebih, untuk memastikan litar boleh terputus tepat pada masanya sekiranya berlaku kerosakan, mengelakkan potensi bahaya keselamatan.

Keperluan Reka Bentuk

Reka bentuk kabel kereta pintar mesti memenuhi keperluan berikut:

Kebolehpercayaan: Kabel perlu boleh berfungsi dengan pasti dalam pelbagai persekitaran yang keras di dalam kereta, termasuk suhu tinggi, suhu rendah, getaran dan kelembapan.
Ketahanan: Kabel mesti cukup tahan lama untuk menahan penggunaan jangka panjang tanpa kegagalan.
Keselamatan: Kabel hendaklah berpenebat dengan baik untuk mengurangkan risiko litar pintas dan mempunyai mekanisme perlindungan yang diperlukan.
Ringan: Dengan trend ke arah kenderaan ringan, kabel juga perlu ringan dan nipis yang mungkin untuk mengurangkan berat keseluruhan kenderaan.
Keserasian elektromagnet: Kabel harus mempunyai prestasi pelindung yang baik untuk mengurangkan gangguan isyarat.

Senario Aplikasi

Kabel kereta pintar digunakan secara meluas dalam pelbagai sistem kereta, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

Sistem kawalan enjin: menyambungkan ECU enjin dengan penderia dan penggerak untuk merealisasikan kawalan enjin yang tepat.
Sistem kawalan badan: menyambungkan modul kawalan badan (BCM) dengan tingkap, kunci pintu, lampu dan sistem lain.
Sistem Bantuan Pemandu: menghubungkan pengawal ADAS (Sistem Bantuan Pemandu Lanjutan) dengan penderia seperti kamera dan radar.
Sistem infotainment: menghubungkan pusat multimedia dengan pembesar suara audio, sistem navigasi, dsb.

Trend Masa Depan

Apabila seni bina elektronik dan elektrik automotif berkembang, begitu juga dengan kabel kereta pintar. Trend masa depan termasuk:

Seni bina berpusat: Apabila seni bina elektronik automotif beralih daripada diedarkan kepada berpusat, kerumitan dan panjang kabel berkemungkinan berkurangan, membantu mengurangkan berat kenderaan dan meningkatkan kecekapan aliran maklumat.
Pengurusan pintar: Kabel akan menyepadukan komponen yang lebih pintar, seperti penderia terbina dalam dan penyambung pintar, membolehkan diagnosis kendiri dan pelaporan status.
Penggunaan bahan baharu: Untuk mengurangkan lagi berat dan meningkatkan prestasi, kabel boleh dibuat daripada bahan ringan baharu.

Kabel kereta pintar ialah komponen utama yang menghubungkan sistem elektronik automotif, dan reka bentuk serta prestasinya adalah penting untuk memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan kereta. Apabila kemajuan teknologi dan elektronik automotif semakin pantas, kabel kereta pintar akan terus berkembang untuk memenuhi keperluan untuk prestasi yang lebih tinggi.

6. Kabel Biodegradasi dan Mesra Alam

Berlatarbelakangkan usaha mengejar perlindungan alam sekitar dan pembangunan mampan, kabel automotif biodegradasi dan mesra alam menjadi topik hangat dalam industri pembuatan automotif. Kabel ini bukan sahaja memenuhi keperluan industri automotif dari segi prestasi, tetapi juga menunjukkan kelebihan yang ketara dari segi perlindungan alam sekitar.

Kabel Bertebat Biodegradasi

Kabel penebat biodegradasi diperbuat daripada bahan penebat biodegradasi, yang, dalam keadaan persekitaran tertentu, boleh secara beransur-ansur terurai melalui metabolisme mikroorganisma dan akhirnya ditukar kepada molekul kecil yang mesra alam, seperti karbon dioksida dan air. Proses ini biasanya memerlukan masa tertentu dan keadaan persekitaran yang sesuai. Penggunaan kabel biodegradasi adalah selaras dengan prinsip pembangunan hijau dan mampan. Ia memastikan prestasi kabel sambil meminimumkan kesan terhadap alam sekitar dan menggalakkan pembangunan industri kabel hijau.

Kabel dengan varnis penebat yang tidak mencemarkan

Varnis penebat tidak mencemarkan untuk kabel menggunakan varnis penebat tidak berbahaya untuk menggantikan bahan penebat yang mengandungi bahan berbahaya dalam kabel tradisional. Inovasi ini bukan sahaja mengurangkan pencemaran alam sekitar, tetapi juga meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan kabel.

Bahan berasaskan bio dalam kabel automotif

Bahan berasaskan bio, terutamanya gentian asid polilaktik (PLA), komposit dan nilon, mempunyai potensi besar untuk diaplikasikan dalam industri automotif kerana kebolehbiodegradasiannya, pengeluaran dan pemprosesan mesra alam, pelbagai sumber bahan mentah, bau yang rendah, dan kandungan sebatian organik meruap (VOC) yang rendah. Dengan peningkatan yang ketara dalam kapasiti pengeluaran, asid polylactic PLA (PLA), sebagai polimer berasaskan bio yang diperoleh daripada sumber semula jadi, juga telah menyaksikan perkembangannya yang luar biasa. PLA disintesis secara kimia daripada jagung asli. Bahan ini boleh diuraikan kepada CO2 dan H2O oleh mikroorganisma selepas dibuang, tanpa menyebabkan pencemaran kepada alam sekitar, dan diiktiraf sebagai bahan eko baharu yang hijau dan mampan pada abad ke-21.

Penggunaan bahan TPU dalam kabel automotif

Bahan poliuretana termoplastik (TPU) bukan sahaja menawarkan prestasi cemerlang, tetapi juga boleh terbiodegradasi (3-5 tahun) dan boleh dikitar semula. Ciri-ciri bahan TPU yang mampan dan mesra alam menawarkan pilihan baharu untuk kabel automotif, yang membantu mengurangkan kesan terhadap alam sekitar.

Cabaran dan Pandangan

Walaupun kabel automotif biodegradasi dan mesra alam mempamerkan banyak kelebihan, penggunaannya menghadapi beberapa cabaran dan batasan. Sebagai contoh, kelajuan dan keberkesanan degradasi dipengaruhi oleh keadaan persekitaran, memerlukan penilaian yang teliti dan pemilihan senario aplikasi. Pada masa yang sama, prestasi dan kestabilan bahan penebat boleh terurai perlu dipertingkatkan dan diuji secara berterusan untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatannya. Pada masa hadapan, apabila teknologi terus maju dan kesedaran alam sekitar meningkat, kabel automotif biodegradasi dan mesra alam dijangka memainkan peranan yang lebih besar dalam industri automotif, memacu keseluruhan industri ke arah yang lebih mesra alam dan mampan.