Noticias: innovacións en cables eléctricos do coche: que hai de novidades no mercado?

Coa industria do automóbil en rapidez en evolución, os cables eléctricos convertéronse en compoñentes críticos nos vehículos modernos. Aquí tes algunhas das últimas innovacións nos cables eléctricos do coche:

1. Cables de alta tensión para EVs

Os cables de alta tensión para vehículos eléctricos son compoñentes clave empregados en vehículos eléctricos para conectar baterías de alta tensión, inversores, compresores de aire acondicionado, xeradores trifásicos e motores eléctricos para realizar a transmisión de enerxía eléctrica de enerxía. En comparación cos cables empregados nos vehículos tradicionais de combustible, os cables de alta tensión de vehículos eléctricos teñen as seguintes características e requisitos:

Alta tensión e corrente alta: os cables de alta tensión EV están deseñados para manexar tensións de ata 600VAC/900VDC (coches de pasaxeiros) ou 1000VAC/1500VDC (vehículos comerciais) e correntes de 250a a 450A ou aínda máis altas. Isto é moi superior aos sistemas de 12V normalmente empregados en vehículos de combustible convencionais.

Material condutor: os condutores son normalmente construídos con fío de cobre suave recocido ou fío de cobre enlatado para mellorar a condutividade e a resistencia á corrosión. Os fíos de cobre sen osíxeno (que conteñen menos do 0,001% de osíxeno e máis do 99,99% de pureza) son amplamente empregados en cables de alta tensión EV debido á súa alta pureza e ás súas características non quebraduras.

Materiais de illamento e vaina: Para satisfacer os requisitos de alta tensión e alta corrente, os cables de alta tensión están illados con materiais de illamento con alto grosor da parede, como caucho de silicona, polietileno reticulado ou poliolefina reticulada, que teñen unha boa resistencia á calor e un efecto retardante de chama e pode que se manteña a temperatura elevada de máis de 150 ℃..

Blindado e protección: os cables de alta tensión requiren un blindaje electromagnético para reducir o ruído do campo electromagnético e a interferencia electromagnética, mentres que os materiais de protección (como os tubos de illamento térmico e os tubos recompilados) e os recursos de selado na capa exterior dos cables aseguran que os cables son de auga, po, a proba de abresión e os cables de po, po de po, o po, a resistencia dos cables.

Deseño e cableado: o deseño de cables de alta tensión para vehículos eléctricos debe ter en conta as restricións de espazo de cableado, requisitos de seguridade (por exemplo, espazo mínimo de 100 milímetros ou máis entre condutores de alta tensión e baixa tensión), peso e custo. O radio de flexión do cable, a distancia ata o punto de fixación e o ambiente no que se usa (por exemplo, dentro ou fóra do vehículo) tamén influirá no seu deseño e selección.

Estándares e especificacións: o deseño e fabricación de cables de alta tensión para vehículos eléctricos seguen unha serie de estándares da industria, como o estándar da industria do automóbil QC-T1037 para cables de alta tensión para vehículos de estrada e TCAS 356-2019 de alta tensión para vehículos novos. Estas normas presentan requisitos específicos para o rendemento eléctrico, o rendemento mecánico e a adaptabilidade ambiental dos cables.

Aplicacións: Os cables de alta tensión para vehículos eléctricos non só se usan para conexións no vehículo, senón tamén para conexións entre o porto de carga e a batería, dentro da batería, entre a batería e o motor e outros compoñentes, así como os dispositivos de almacenamento de enerxía da batería e outros campos. Os cables deben ser capaces de soportar condicións duras como ambientes de alta e baixa temperatura, spray de sal, campos electromagnéticos, aceite e produtos químicos.

O desenvolvemento e aplicación de cables de alta tensión para vehículos eléctricos é un dos factores clave para promover un futuro sostible e climático para a mobilidade eléctrica. A medida que a tecnoloxía de vehículos eléctricos segue avanzando, o rendemento e os estándares de cables de alta tensión seguen a ser optimizados para satisfacer a crecente demanda de necesidades de transmisión e seguridade de enerxía.

2. Cables de aluminio lixeiros

A adopción de cables de automoción de aluminio lixeiros é unha das tendencias importantes da industria do automóbil, especialmente na nova industria automotriz enerxética, na procura de lixeiros, eficiencia enerxética e rango. A continuación móstrase unha análise detallada de cables de automoción de aluminio lixeiros:

Antecedentes e tendencia

Demanda lixeira do automóbil: co rápido desenvolvemento de novos vehículos enerxéticos, a demanda de deseño lixeiro de automoción é aínda máis reforzada. O fío e o cable, como compoñentes principais da transmisión de enerxía automotriz, están deseñados tradicionalmente para usar o cobre como condutor, pero os cables do núcleo de cobre son caros e de calidade pesados. Polo tanto, o desenvolvemento de fío e cable de condutor de aluminio de calidade lixeira e de baixo prezo converteuse nunha elección necesaria para o deseño lixeiro de automóbiles.

Vantaxe do cable de aluminio: a industria eléctrica tradicional ten unha longa historia de uso de cables de aluminio, cables de aluminio, baixo custo, peso lixeiro, vida útil longa, especialmente adecuada para a transmisión de enerxía de longa distancia de alta tensión. China é rica en recursos de aluminio, flutuacións de prezos materiais, estabilidade de custos e fácil de controlar. Na nova industria de vehículos enerxéticos, o uso de cables de aluminio en lugar de cables de cobre é unha solución ideal para reducir o peso e o custo.

Casos de aplicación de produtos de fío de aluminio

Modelo de autobús: paquete de baterías de fío de aluminio de soldadura ultrasónica interna e externa, uso de fío de conexión de gran diámetro de gran diámetro, a vantaxe de usar fío de aluminio é obvio.

Coche de pasaxeiros: DC Busbar adopta un cable de aluminio de 50 mm2, que foi producido con éxito en masa. O uso de soldadura por ultrasóns mellora eficazmente o rendemento de contacto eléctrico das articulacións e reduce efectivamente a calidade do cableado en comparación cos fíos de cobre.

Pistola de carga de CA: empregando fío de aliaxe de aluminio resistente á flexión de alta resistencia, peso lixeiro, rendemento estable na proba de envellecemento, comezou gradualmente a produción en masa; O fío de porto de carga de corrente continua para os vehículos de pasaxeiros usa fíos de aluminio para mellorar a disipación de calor, e a soldadura por ultrasóns úsase no terminal de portos de carga redonda, que mellora significativamente o rendemento de contacto eléctrico, reduce a cantidade de calor xerada e mellora a vida útil.

Diferenzas de rendemento entre cobre e aluminio

Resistividade e condutividade: debido á diferente resistividade do aluminio e do cobre, a condutividade do condutor de aluminio é do 62% IACS. Cando a área transversal do condutor de aluminio é 1,6 veces a do cobre, o seu rendemento eléctrico é o mesmo que o do cobre.

Relación de masa: a gravidade específica do aluminio é de 2,7 kg/m3, a gravidade específica do cobre é de 8,89 kg/m3, polo que a relación de masa dos dous é (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. Isto significa que baixo o mesmo rendemento eléctrico, a masa de condutor de aluminio é só 1/2 do corpo de cobre.

Espazo e perspectiva do mercado

Taxa de crecemento anualizada: en función da análise do mercado, a taxa de crecemento anualizada de folla rodada de aluminio e material extruído será de aproximadamente o 30% para o 2025, mostrando o enorme potencial de aluminio no campo do lixeiro.

Análise de incerteza

Factores de custo: Aínda que os cables de aluminio teñen vantaxes de custos, hai un factor negativo de aumentar o custo de aluminio en lugar do aceiro na industria do automóbil, o que pode afectar a velocidade da popularización dos cables de aluminio.

Retos técnicos: A aplicación de cables de aluminio nos automóbiles aínda afronta retos técnicos, como a mellora do rendemento de contacto eléctrico das articulacións e a optimización da disipación de calor, que hai que resolver mediante a innovación tecnolóxica.

A adopción de cables de automoción de aluminio lixeiros é unha tendencia inevitable para a industria do automóbil para continuar co aforro de enerxía e a redución de emisións e mellorar o rango. Co progreso continuo da tecnoloxía e unha maior optimización do custo, a aplicación de cables de aluminio na industria do automóbil será máis extensa, facendo unha contribución importante á automoción lixeira e de aforro de enerxía e redución de emisións.

3. Cables blindados para a redución de EMI

A interferencia electromagnética (EMI) nos automóbiles é un problema complexo, especialmente en vehículos eléctricos e híbridos debido ao uso intensivo de dispositivos electrónicos de alta potencia. Como un dos principais contribuíntes á EMI, o deseño e selección de materiais de cableado de automoción é fundamental para minimizar a EMI. Aquí tes algúns puntos clave sobre como reducir a EMI nos automóbiles mediante o uso de cables blindados:

Como funcionan os cables blindados: os cables blindados funcionan engadindo unha capa de trenza ou folla de metal arredor dos condutores. Este blindaje reflicte e absorbe as ondas electromagnéticas, reducindo así a EMI. O blindaje está conectado ao chan, o que dirixe a enerxía electromagnética capturada ao chan e prevén que se interfire con outros dispositivos eléctricos.

Tipos de blindaje: hai dous tipos principais de blindaje: blindaje metálico trenzado e blindaje de folla. O blindaje metálico trenzado proporciona unha mellor resistencia e flexibilidade mecánica, mentres que o blindaje de láminas proporciona un mellor blindaje a frecuencias máis baixas. Nas aplicacións de automoción, é común usar unha combinación destes dous tipos de blindaje para un blindaje óptimo.

A terra do escudo: para que un cable blindado sexa efectivo, o escudo debe estar a terra correctamente. Se o escudo non está a terra correctamente, pode converterse nunha antena e aumentar o EMI no seu lugar. En automóbiles, é común unir o escudo ao marco metálico do vehículo para proporcionar un bo camiño cara ao chan.

Onde se usan cables blindados: nos automóbiles, os cables blindados úsanse principalmente para sinal crítico e liñas de control susceptibles a EMI ou que poden converterse en fontes EMI. Por exemplo, as liñas utilizadas para unidades de control do motor (ECUs), sinais de sensores, redes de vehículos (por exemplo, autobuses Can) e sistemas de entretemento usan normalmente cables blindados.

Uso de cables blindados xunto con cables non protexidos: En ambientes automotivos onde o espazo é limitado, os cables de alta tensión e de baixa tensión adoitan situarse en proximidade entre si. Para minimizar a EMI, o cable de alta tensión pode ser deseñado como un cable blindado, mentres que o cable de baixa tensión pode non ser protexido. Deste xeito, o escudo do cable de alta tensión protexe o cable de baixa tensión do EMI.

Disposición e deseño de cable: ademais de usar cables blindados, tamén é moi importante a disposición adecuada do cable. Debe evitarse a formación de bucles nos cables, xa que os bucles aumentan a EMI. Ademais, os cables deben situarse o máis lonxe posible das fontes EMI, como motores e convertedores de enerxía.

Uso de filtros: ademais de cables blindados, pódense engadir filtros EMI nos dous extremos do cable para minimizar aínda máis a EMI. Os filtros poden ser condensadores ou indutores, que filtran o ruído nun rango de frecuencias específico.

En resumo, empregando cables blindados e combinándoos co esquema de cable e as técnicas de filtrado adecuadas, a EMI nos automóbiles pode reducirse significativamente, mellorando así a fiabilidade e o rendemento dos equipos electrónicos.

4. Cables resistentes a alta temperatura

Os cables de automoción resistentes a alta temperatura son cables deseñados para a industria do automóbil para manter un rendemento estable en ambientes de alta temperatura. Están feitos principalmente de varios materiais especiais para garantir a fiabilidade e seguridade en áreas de alta temperatura como os compartimentos do motor. Aquí tes algúns materiais comúns empregados para cables de automoción resistentes á temperatura alta:

Materiais TPE: elastómeros termoplásticos (elastómeros termoplásticos), incluíndo estirenos, olefinas, dienes, cloruro de vinilo, poliésteres, ésteres, amidas, organofluorinas, siliconas e vinilos. Actualmente, os elastómeros baseados en bloque de estireno-etileno-butileno-estireno) son os elastómeros baseados en Bloque de Estireno son os materiais TPE máis utilizados.

Materiais TPU: poliuretano termoplástico (poliuretano termoplástico), a estrutura molecular divídese en tipo poliéster e poliéter, polo bloque ríxido e os segmentos de cadea flexible. Materiais de TPU no proceso de procesamento de botas de procesamento e supón un bo proceso de resistencia.

Material PVC: cloruro de polivinilo (cloruro de polivinilo), mediante a adición de diferentes cantidades de plastificantes para regular a súa suavidade, reduce a súa temperatura de "transición de vidro", para ter boa flexibilidade e plasticidade, fácil de procesar o moldeo.

Material de silicona: un material adsorbente altamente activo, sustancia amorfa, caucho termoseting. A silicona ten unha excelente resistencia ao calor e ao frío e unha ampla gama de temperaturas de funcionamento, de -60 ° C a +180 ° C e máis alá.

XLPE Polietileno reticulado: a través de reticulación química en elastómeros termosetings, propiedades de illamento melloradas, o rango de resistencia á temperatura do cable amplíase, mellorouse o rendemento. Cable XLPE Unha vez que se produce a combustión, a produción de dióxido de carbono e auga, relativamente respectuosa.

A selección e o uso destes materiais permiten que os cables automotivos resistentes á temperatura funcionen de forma estable durante longos períodos de tempo en ambientes de alta temperatura como os compartimentos do motor e os sistemas de escape próximos, asegurando o funcionamento normal dos sistemas eléctricos automotivos. Ademais, os cables resistentes a alta temperatura tamén teñen as vantaxes da resistencia ao aceite, a resistencia á auga, a resistencia ao ácido e á alcalia, a resistencia ao gas corrosivo, a resistencia ao envellecemento, etc. Son adecuados para metalurxia, enerxía eléctrica, petroquímicos, material rodante, enerxía, ferro e aceiro, maquinaria eléctrica e outros campos. Ao escoller cables resistentes a alta temperatura, ten que escoller o modelo adecuado segundo o escenario real da aplicación, o ambiente de temperatura, o nivel de tensión e outros factores para asegurarse de que o cable teña un bo rendemento e seguridade en condicións de alta temperatura.

5. Cables intelixentes con sensores integrados

Os cables de vehículos intelixentes con sensores integrados son parte integrante dos coches intelixentes modernos e xogan un papel clave na arquitectura eléctrica e electrónica do vehículo. Os cables de automóbiles intelixentes non só son responsables da transmisión de enerxía, senón que son máis importantes, transportan sinais de datos e control, conectando unidades de microcontroladores (MCUs), sensores, actuadores e outras unidades de control electrónico (ECUS) no coche, formando a "rede neuronal" do coche.

A función e a importancia dos cables de coche intelixente

Transmisión de datos: os cables de vehículos intelixentes son os responsables de transmitir datos de sensores ao MCU e comandos desde o MCU a actuadores. Estes datos inclúen, pero non se limitan a, velocidade, temperatura, presión, posición, etc., e é fundamental para conseguir un control preciso do vehículo.
Distribución de enerxía: o cable non só transmite datos, senón que tamén é o responsable de distribuír a enerxía aos distintos dispositivos electrónicos do coche para asegurarse de que funcionen correctamente.
Seguridade e seguridade: o cable está deseñado tendo en conta a seguridade, como o uso de materiais a proba de lume e a configuración de protección contra o sobrecorrido, para asegurarse de que o circuíto poida ser cortado a tempo en caso de mal funcionamento, evitando posibles riscos de seguridade.

Requisitos de deseño

O deseño de cables de coche intelixente debe cumprir os seguintes requisitos:

Fiabilidade: os cables deben poder traballar de forma fiable nunha variedade de ambientes duros no coche, incluíndo alta temperatura, baixa temperatura, vibración e humidade.
Durabilidade: os cables deben ser o suficientemente duradeiros como para soportar longos períodos de uso sen fallo.
Seguridade: os cables deben estar ben illados para reducir o risco de curtocircuítos e ter os mecanismos de protección necesarios.
Lightweight: Coa tendencia cara a vehículos lixeiros, os cables tamén deben ser o máis lixeiros e delgados posible para reducir o peso global do vehículo.
Compatibilidade electromagnética: os cables deben ter un bo rendemento de blindaje para reducir a interferencia do sinal.

Escenario da aplicación

Os cables de vehículos intelixentes son amplamente utilizados en varios sistemas de automóbiles, incluído pero non limitado a:

Sistema de control do motor: conectando o ECU do motor con sensores e actuadores para realizar un control preciso do motor.
Sistema de control do corpo: conectar o módulo de control do corpo (BCM) con fiestras, peches de portas, iluminación e outros sistemas.
Sistema de asistencia ao condutor: conecta o controlador ADAS (Sistemas de Asistencia de Condutores Avanzados) con sensores como a cámara e o radar.
Sistema de infotainment: conecta o centro multimedia con altofalantes de audio, sistema de navegación, etc.

Tendencias futuras

A medida que evolucionan as arquitecturas electrónicas e eléctricas de automóbiles, tamén o fan os cables de coche intelixente. As tendencias futuras inclúen:

Arquitectura centralizada: a medida que as arquitecturas electrónicas automotivas pasan de distribución a centralizada, a complexidade do cable e a lonxitude é probable que diminúan, axudando a reducir o peso do vehículo e mellorar a eficiencia do fluxo de información.
Xestión intelixente: os cables integrarán compoñentes máis intelixentes, como sensores incorporados e conectores intelixentes, permitindo que os autos-diagnósticos e os informes de estado.
Aplicación de novos materiais: Para reducir aínda máis o peso e mellorar o rendemento, pódense facer cables de novos materiais lixeiros.

Os cables de vehículos intelixentes son compoñentes clave que conectan sistemas electrónicos de automóbiles e o seu deseño e rendemento son fundamentais para garantir a seguridade e fiabilidade dos automóbiles. A medida que os avances tecnolóxicos e a electrónica automotriz aceleran, os cables de vehículos intelixentes continuarán evolucionando para satisfacer a necesidade dun maior rendemento.

6. Cables biodegradables e ecolóxicos

No contexto da procura de protección ambiental e desenvolvemento sostible, os cables automotivos biodegradables e ecolóxicos están a converterse nun tema candente na industria de fabricación de automóbiles. Estes cables non só atenden ás necesidades da industria do automóbil en termos de rendemento, senón que tamén mostran vantaxes importantes en termos de protección ambiental.

Cables illados biodegradables

Os cables illados biodegradables están feitos de materiais illantes biodegradables, que, en determinadas condicións ambientais, poden descompoñerse gradualmente a través do metabolismo de microorganismos e, finalmente, converterse en pequenas moléculas ecolóxicas, como o dióxido de carbono e a auga. Este proceso normalmente require un certo tempo e condicións ambientais adecuadas. O uso de cables biodegradables está en liña cos principios do desenvolvemento verde e sostible. Asegura o rendemento dos cables ao tempo que minimiza o impacto sobre o medio ambiente e promove o desenvolvemento da industria do cable verde.

Cables con verniz illante non contaminante

O verniz illante non contaminante para cables usa un verniz illante non dano para substituír os materiais illantes que conteñen ingredientes perigosos nos cables tradicionais. Esta innovación non só reduce a contaminación ambiental, senón que tamén mellora a seguridade e a fiabilidade dos cables.

Materiais baseados en bio en cables de automoción

Os materiais a base de bio, especialmente as fibras de ácido poliláctico (PLA), compostos e nylon, teñen un gran potencial de aplicación na industria do automóbil debido á súa biodegradabilidade, produción e procesamento ecolóxico, unha ampla gama de fontes de materias primas, baixo olor e baixo contido de compostos orgánicos volátiles (VOC). Co aumento substancial da capacidade de produción, o ácido PLA poliláctico (PLA), como polímero baseado en bio derivado de recursos naturais, tamén viu o seu tremendo desenvolvemento. O PLA sintetízase químicamente a partir do millo natural. Este material pódese descompoñer en CO2 e H2O por microorganismos despois de ser descartados, sen causar contaminación ao medio ambiente, e é recoñecido como un novo eco-material que é verde e sostible no século XXI.

Aplicación de materiais TPU en cables de automoción

Os materiais termoplásticos de poliuretano (TPU) non só ofrecen un excelente rendemento, senón que tamén son biodegradables (3-5 anos) e reciclables. As propiedades sostibles e ecolóxicas dos materiais TPU ofrecen unha nova opción para cables automotivos, que axudan a reducir o impacto no ambiente.

Desafíos e perspectivas

Aínda que os cables automotivos biodegradables e ecolóxicos presentan moitas vantaxes, a súa aplicación afronta algúns retos e limitacións. Por exemplo, a velocidade e a eficacia da degradación están afectadas polas condicións ambientais, requirindo unha avaliación e selección coidadosas de escenarios de aplicación. Ao mesmo tempo, o rendemento e a estabilidade de materiais de illamento degradables deben ser mellorados e probados continuamente para garantir a súa fiabilidade e seguridade. No futuro, a medida que a tecnoloxía segue avanzando e aumenta a conciencia ambiental, espérase que os cables automotivos biodegradables e ecolóxicos xogan un papel maior na industria do automóbil, impulsando toda a industria nunha dirección máis ecolóxica e sostible.