Coa rápida evolución da industria do automóbil, os cables eléctricos convertéronse en compoñentes esenciais nos vehículos modernos. Aquí tes algunhas das últimas innovacións en cables eléctricos para automóbiles:
1. Cables de alta tensión para vehículos eléctricos
Os cables de alta tensión para vehículos eléctricos son compoñentes clave que se empregan nos 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. En comparación cos cables empregados nos vehículos de combustible tradicionais, os cables de alta tensión para vehículos eléctricos teñen as seguintes características e requisitos:
Alta tensión e alta corrente: os cables de alta tensión para vehículos eléctricos están deseñados para soportar tensións de ata 600 V CA/900 V CC (turismos) ou 1000 V CA/1500 V CC (vehículos comerciais) e correntes de entre 250 A e 450 A ou incluso superiores. Isto é moito maior que os sistemas de 12 V que se usan habitualmente nos vehículos de combustible convencionais.
Material do condutor: Os condutores adoitan construírse con arame de cobre brando recocido ou arame de cobre estañado para mellorar a condutividade e a resistencia á corrosión. Os arames de cobre libres de osíxeno (que conteñen menos do 0,001 % de osíxeno e máis do 99,99 % de pureza) úsanse amplamente nos cables de alta tensión dos vehículos eléctricos debido á súa alta pureza e ás súas características non fráxiles.
Materiais de illamento e revestimento: para cumprir os requisitos de alta tensión e alta corrente, os cables de alta tensión están illados con materiais de illamento con espesor de parede elevado, como goma de silicona, polietileno reticulado ou poliolefina reticulada, que teñen boa resistencia á calor e efecto ignífugo, e poden soportar altas temperaturas de máis de 150 ℃.
Blindaxe e protección: os cables de alta tensión requiren blindaxe electromagnética para reducir o ruído do campo electromagnético e as interferencias electromagnéticas, mentres que os materiais protectores (como tubos de illamento térmico e tubos compilados) e os aneis de selado na capa exterior dos cables garanten que os cables sexan impermeables, resistentes ao po e á abrasión en ambientes agresivos.
Deseño e cableado: o deseño de cables de alta tensión para vehículos eléctricos debe ter en conta as restricións de espazo para o cableado, os requisitos de seguridade (por exemplo, unha separación mínima de 100 milímetros ou máis entre os condutores de alta tensión e baixa tensión), o peso e o custo. O radio de curvatura do cable, a distancia ao punto de fixación e o ambiente no que se utiliza (por exemplo, dentro ou fóra do vehículo) tamén influirán no seu deseño e selección.
Normas e especificacións: O deseño e a fabricación de cables de alta tensión para vehículos eléctricos seguen unha serie de normas da industria, como a norma QC-T1037 da industria automotriz para cables de alta tensión para vehículos de estrada e a norma TCAS 356-2019 Cables de alta tensión para vehículos de novas enerxías. Estas normas propoñen 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 dentro do 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 para dispositivos de almacenamento de enerxía da batería e outros campos. Os cables deben ser capaces de soportar condicións adversas, como ambientes de altas e baixas temperaturas, néboa salina, campos electromagnéticos, aceite e produtos químicos.
O desenvolvemento e a aplicación de cables de alta tensión para vehículos eléctricos é un dos factores clave para promover un futuro sostible e respectuoso co clima para a mobilidade eléctrica. A medida que a tecnoloxía dos vehículos eléctricos continúa avanzando, o rendemento e os estándares dos cables de alta tensión continúan a optimizarse para satisfacer a crecente demanda de transmisión de enerxía e requisitos de seguridade.
2. Cables de aluminio lixeiros
A adopción de cables de aluminio lixeiro para automóbiles é unha das tendencias importantes na industria do automóbil, especialmente na nova industria do automóbil enerxética, na procura de lixeireza, eficiencia enerxética e autonomía. A continuación, móstrase unha análise detallada dos cables de aluminio lixeiro para automóbiles:
Antecedentes e tendencia
Demanda de material lixeiro para automóbiles: co rápido desenvolvemento de vehículos de novas enerxías, a demanda de deseños lixeiros para automóbiles aumenta aínda máis. Os cables, como compoñentes principais da transmisión de enerxía dos automóbiles, están deseñados tradicionalmente para usar cobre como condutor, pero os cables con núcleo de cobre son caros e de alta calidade. Polo tanto, o desenvolvemento de cables e arames condutores de aluminio de baixo prezo e calidade lixeira para automóbiles converteuse nunha opción necesaria para o deseño lixeiro de automóbiles.
Vantaxe do cable de aluminio: a industria enerxética tradicional ten unha longa historia no uso de cables de aluminio, cables de aluminio de baixo custo, peso lixeiro, longa vida útil, especialmente axeitados para a transmisión de enerxía de alta tensión e longa distancia. China é rica en recursos de aluminio, flutuacións de prezos de materiais, estabilidade de custos e facilidade de control. 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 arame de aluminio
Modelo de autobús: batería interna e externa de arame de aluminio para soldadura ultrasónica, uso de cable de conexión de enerxía de gran diámetro, a vantaxe de usar arame de aluminio é obvia.
Coche de pasaxeiros: a barra colectora de CC utiliza un cable de aluminio de 50 mm², que foi producido en masa con éxito. O uso de soldadura por ultrasóns mellora eficazmente o rendemento do contacto eléctrico das unións e reduce eficazmente a calidade do arnés de cableado en comparación cos fíos de cobre.
Pistola de carga de CA: empregando fío de aliaxe de aluminio de alta resistencia á flexión, peso lixeiro, rendemento estable na proba de envellecemento, comezou gradualmente a produción en masa; O fío do porto de carga de CC para turismos usa fío de aluminio para mellorar a disipación da calor e utilízase soldadura ultrasónica no terminal do porto de carga redondo, o que mellora significativamente o rendemento do contacto eléctrico, reduce a cantidade de calor xerada e mellora a vida útil.
Diferenzas de rendemento entre o cobre e o 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 da sección 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 masas: 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 masas entre ambos é (2,7 × 160 %) / (8,89 × 1) ≈ 50 %. Isto significa que, co mesmo rendemento eléctrico, a masa do condutor de aluminio é só a metade da masa do corpo de cobre.
Espazo de mercado e perspectivas
Taxa de crecemento anualizada: segundo a análise de mercado, a taxa de crecemento anualizada de chapas laminadas de aluminio e material extruído será de aproximadamente o 30 % en 2025, o que demostra o enorme potencial do aluminio no campo do alixeiramento da automoción.
Análise de incerteza
Factores de custo: Aínda que os cables de aluminio teñen vantaxes de custo, existe un factor negativo do aumento do custo do aluminio en lugar do aceiro na industria do automóbil, o que pode afectar á velocidade de popularización dos cables de aluminio.
Desafíos técnicos: A aplicación de cables de aluminio nos automóbiles aínda se enfronta a desafíos técnicos, como a mellora do rendemento do contacto eléctrico das unións e a optimización da disipación da calor, que deben resolverse mediante a innovación tecnolóxica.
A adopción de cables de aluminio lixeiros para automóbiles é unha tendencia inevitable para a industria do automóbil para buscar o aforro de enerxía e a redución de emisións, así como para mellorar a autonomía. Co progreso continuo da tecnoloxía e unha maior optimización dos custos, a aplicación de cables de aluminio na industria do automóbil será máis extensa, o que supoñerá unha contribución importante ao aforro de enerxía e á redución de emisións nos automóbiles.
3. Cables blindados para a redución de EMI
A interferencia electromagnética (EMI) nos automóbiles é un problema complexo, especialmente nos vehículos eléctricos e híbridos debido ao uso intensivo de dispositivos electrónicos de alta potencia. Como un dos principais contribuíntes ás EMI, o deseño e a selección de materiais dos cables dos automóbiles son fundamentais para minimizalas. Estes son 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 lámina metálica arredor dos condutores. Esta protección reflicte e absorbe as ondas electromagnéticas, reducindo así a EMI. A protección está conectada á terra, que dirixe a enerxía electromagnética capturada á terra e impide que interfira con outros dispositivos electrónicos.
Tipos de blindaxe: Hai dous tipos principais de blindaxe: blindaxe metálica trenzada e blindaxe de lámina. A blindaxe metálica trenzada proporciona unha mellor resistencia mecánica e flexibilidade, mentres que a blindaxe de lámina proporciona unha mellor blindaxe a frecuencias máis baixas. Nas aplicacións de automoción, é común usar unha combinación destes dous tipos de blindaxe para unha blindaxe óptima.
Conexión á terra da pantalla: Para que un cable blindado sexa eficaz, a pantalla debe estar conectada á terra correctamente. Se a pantalla non está conectada á terra correctamente, pode converterse nunha antena e aumentar a EMI. Nos automóbiles, é común fixar a pantalla ao chasis metálico do vehículo para proporcionar unha boa ruta cara á terra.
Onde se empregan cables blindados: Nos automóbiles, os cables blindados úsanse principalmente para liñas críticas de sinal e control que son susceptibles a EMI ou que poden converterse en fontes de EMI. Por exemplo, as liñas empregadas para unidades de control do motor (ECU), sinais de sensores, redes no vehículo (por exemplo, buses CAN) e sistemas de entretemento adoitan empregar cables blindados.
Uso de cables blindados xunto con cables non blindados: en contornas de automoción onde o espazo é limitado, os cables de alta e baixa tensión adoitan colocarse moi preto uns dos outros. Para minimizar as EMI, o cable de alta tensión pode deseñarse como un cable blindado, mentres que o cable de baixa tensión pode non estar blindado. Deste xeito, a blindaxe do cable de alta tensión protexe o cable de baixa tensión das EMI.
Deseño e disposición de cables: Ademais de usar cables blindados, unha disposición axeitada dos cables tamén é moi importante. Débese evitar a formación de bucles nos cables, xa que estes aumentan a interferencia electromagnética (EMI). Ademais, os cables deben estar situados o máis lonxe posible das fontes de EMI, como os motores e os convertidores de potencia.
Uso de filtros: Ademais dos cables blindados, pódense engadir filtros EMI en ambos extremos do cable para minimizar aínda máis a EMI. Os filtros poden ser condensadores ou indutores, que filtran o ruído nun rango de frecuencia específico.
En resumo, mediante o uso de cables blindados e a súa combinación coa disposición de cables e as técnicas de filtrado axeitadas, a EMI nos automóbiles pódese reducir significativamente, mellorando así a fiabilidade e o rendemento dos equipos electrónicos.
4. Cables resistentes a altas temperaturas
Os cables para automóbiles resistentes a altas temperaturas 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 a seguridade en zonas de alta temperatura, como os compartimentos do motor. Estes son algúns materiais comúns que se usan para os cables para automóbiles resistentes a altas temperaturas:
Materiais TPE: elastómeros termoplásticos (elastómeros termoplásticos), incluíndo estirenos, olefinas, dienos, cloruro de vinilo, poliésteres, ésteres, amidas, organofluorados, siliconas e vinilos. Actualmente, os elastómeros baseados en SEBS (copolímero de bloque de estireno-etileno-butileno-estireno) son os materiais TPE máis empregados.
Materiais de TPU: poliuretano termoplástico (poliuretano termoplástico), a estrutura molecular divídese en tipo poliéster e tipo poliéter, polos segmentos de bloque ríxido e cadea flexible. Os materiais de TPU no proceso de procesamento de moldeo por inxección representaron máis do 40% do moldeo por extrusión, aproximadamente o 35%, con boa elasticidade e resistencia ao desgaste.
Material de PVC: cloruro de polivinilo (cloruro de polivinilo), mediante a adición de diferentes cantidades de plastificantes para regular a súa suavidade, reducir a súa temperatura de "transición vítrea", para ter boa flexibilidade e plasticidade, moldeo fácil de procesar.
Material de silicona: un material adsorbente moi activo, substancia amorfa, goma termoendurecible. A silicona ten unha excelente resistencia á calor e ao frío e unha ampla gama de temperaturas de funcionamento, de -60 °C a +180 °C e superiores.
Polietileno reticulado XLPE: mediante a reticulación química en elastómeros termoestables, mellora as propiedades de illamento, amplíase o rango de resistencia á temperatura do cable e mellorouse o rendemento. O cable XLPE, unha vez que se produce a combustión, produce dióxido de carbono e auga, o que é relativamente respectuoso co medio ambiente.
A selección e o uso destes materiais permiten que os cables de automoción resistentes a altas temperaturas funcionen de forma estable durante longos períodos de tempo en ambientes de alta temperatura, como compartimentos de motor e preto de sistemas de escape, garantindo o funcionamento normal dos sistemas eléctricos da automoción. Ademais, os cables resistentes a altas temperaturas tamén teñen as vantaxes da resistencia ao aceite, á auga, aos ácidos e aos álcalis, aos gases corrosivos, ao envellecemento, etc. Son axeitados para metalurxia, enerxía eléctrica, petroquímica, material rodante, enerxía, ferro e aceiro, maquinaria eléctrica e outros campos. Ao elixir cables resistentes a altas temperaturas, cómpre escoller o modelo axeitado segundo o escenario de aplicación real, o ambiente de temperatura, o nivel de tensión e outros factores para garantir que o cable teña un bo rendemento e seguridade en condicións de alta temperatura.
5. Cables intelixentes con sensores integrados
Os cables dos coches intelixentes con sensores integrados son unha parte integral dos coches intelixentes modernos e desempeñan un papel fundamental na arquitectura eléctrica e electrónica do vehículo. Os cables dos coches intelixentes non só se encargan da transmisión de enerxía, senón que, o máis importante, transportan datos e sinais de control, conectando unidades de microcontrolador (MCU), sensores, actuadores e outras unidades de control electrónico (ECU) no coche, formando a "rede neuronal" do coche.
A función e a importancia dos cables dos coches intelixentes
Transmisión de datos: Os cables dos coches intelixentes son os responsables de transmitir os datos dos sensores á MCU e os comandos da MCU aos actuadores. Estes datos inclúen, entre outros, a velocidade, a temperatura, a presión, a posición etc., e son fundamentais para lograr un control preciso do vehículo.
Distribución de enerxía: o cable non só transmite datos, senón que tamén se encarga de distribuír a enerxía aos distintos dispositivos electrónicos do coche para garantir que funcionen correctamente.
Seguridade e protección: o cable está deseñado tendo en conta a seguridade, como o uso de materiais ignífugos e a configuración da protección contra sobrecorrentes, para garantir que o circuíto se poida cortar a tempo en caso de avaría, evitando posibles riscos de seguridade.
Requisitos de deseño
O deseño dos cables dos coches intelixentes debe cumprir os seguintes requisitos:
Fiabilidade: Os cables deben poder funcionar de forma fiable nunha variedade de ambientes agresivos no coche, incluíndo altas temperaturas, baixas temperaturas, vibracións e humidade.
Durabilidade: Os cables deben ser o suficientemente resistentes como para soportar longos períodos de uso sen fallar.
Seguridade: Os cables deben estar ben illados para reducir o risco de curtocircuítos e ter os mecanismos de protección necesarios.
Livián: Coa tendencia cara aos vehículos lixeiros, os cables tamén deben ser o máis lixeiros e delgados posible para reducir o peso total do vehículo.
Compatibilidade electromagnética: os cables deben ter un bo rendemento de blindaxe para reducir as interferencias de sinal.
Escenario de aplicación
Os cables para coches intelixentes úsanse amplamente en varios sistemas de automóbiles, incluíndo, entre outros:
Sistema de control do motor: conecta a ECU do motor con sensores e actuadores para lograr un control preciso do motor.
Sistema de control da carrozaría: conexión do módulo de control da carrozaría (BCM) con fiestras, peches de portas, iluminación e outros sistemas.
Sistema de asistencia á condución: conecta o controlador ADAS (Sistemas avanzados de asistencia á condución) con sensores como cámaras e radares.
Sistema de infoentretemento: conecta o centro multimedia cos altofalantes, o sistema de navegación, etc.
Tendencias futuras
A medida que evolucionan as arquitecturas electrónicas e eléctricas dos automóbiles, tamén o fan os cables dos coches intelixentes. As tendencias futuras inclúen:
Arquitectura centralizada: A medida que as arquitecturas electrónicas para automóbiles pasan de distribuídas a centralizadas, é probable que a complexidade e a lonxitude dos cables diminúan, o que axudará a reducir o peso do vehículo e a mellorar a eficiencia do fluxo de información.
Xestión intelixente: os cables integrarán compoñentes máis intelixentes, como sensores e conectores intelixentes integrados, o que permitirá o autodiagnóstico e a elaboración de informes de estado.
Aplicación de novos materiais: Para reducir aínda máis o peso e mellorar o rendemento, os cables poden fabricarse con novos materiais lixeiros.
Os cables para coches intelixentes son compoñentes clave que conectan os sistemas electrónicos dos automóbiles, e o seu deseño e rendemento son fundamentais para garantir a seguridade e a fiabilidade dos automóbiles. A medida que a tecnoloxía avanza e a electrónica automotriz se acelera, os cables para coches intelixentes seguirán evolucionando para satisfacer a necesidade dun maior rendemento.
6. Cables biodegradables e respectuosos co medio ambiente
No contexto da busca da protección ambiental e o desenvolvemento sostible, os cables biodegradables e respectuosos co medio ambiente para automóbiles están a converterse nun tema candente na industria da fabricación de automóbiles. Estes cables non só satisfán as necesidades da industria do automóbil en termos de rendemento, senón que tamén mostran vantaxes significativas en termos de protección ambiental.
Cables illados biodegradables
Os cables illados biodegradables están feitos de materiais illantes biodegradables que, baixo certas condicións ambientais, poden descompoñerse gradualmente a través do metabolismo dos microorganismos e, finalmente, converterse en pequenas moléculas respectuosas co medio ambiente, como o dióxido de carbono e a auga. Este proceso adoita requirir unha certa cantidade de tempo e unhas condicións ambientais axeitadas. O uso de cables biodegradables está en consonancia cos principios do desenvolvemento ecolóxico e sostible. Garante o rendemento dos cables á vez que minimiza o impacto no medio ambiente e promove o desenvolvemento da industria dos cables ecolóxicos.
Cables con verniz illante non contaminante
O verniz illante non contaminante para cables emprega verniz illante non perigoso 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 de base biolóxica en cables de automoción
Os materiais de base biolóxica, especialmente as fibras de ácido poliláctico (PLA), os materiais compostos e o nailon, teñen un gran potencial de aplicación na industria do automóbil debido á súa biodegradabilidade, á súa produción e procesamento respectuosos co medio ambiente, á súa ampla gama de fontes de materias primas, ao seu baixo cheiro e ao seu baixo contido en compostos orgánicos volátiles (COV). Co aumento substancial da capacidade de produción, o ácido poliláctico (PLA), como polímero de base biolóxica derivado de recursos naturais, tamén experimentou un enorme desenvolvemento. O PLA sintetízase quimicamente a partir do millo natural. Este material pode ser descomposto en CO2 e H2O polos microorganismos despois de ser descartado, sen causar contaminación ao medio ambiente, e é recoñecido como un novo ecomaterial ecolóxico e sostible no século XXI.
Aplicación de materiais de TPU en cables de automoción
Os materiais de poliuretano termoplástico (TPU) non só ofrecen un excelente rendemento, senón que tamén son biodegradables (3-5 anos) e reciclables. As propiedades sostibles e respectuosas co medio ambiente dos materiais de TPU ofrecen unha nova opción para os cables de automoción, o que axuda a reducir o impacto no medio ambiente.
Desafíos e perspectivas
Aínda que os cables biodegradables e respectuosos co medio ambiente para automóbiles presentan moitas vantaxes, a súa aplicación enfronta algúns desafíos e limitacións. Por exemplo, a velocidade e a eficacia da degradación vense afectadas polas condicións ambientais, o que require unha avaliación e selección coidadosas dos escenarios de aplicación. Ao mesmo tempo, o rendemento e a estabilidade dos materiais de illamento degradables deben mellorarse e probarse continuamente para garantir a súa fiabilidade e seguridade. No futuro, a medida que a tecnoloxía continúa avanzando e a conciencia ambiental aumenta, espérase que os cables biodegradables e respectuosos co medio ambiente para automóbiles desempeñen un papel máis importante na industria do automóbil, impulsando toda a industria nunha dirección máis respectuosa co medio ambiente e sostible.
Poder de éxito de Danyangten 15 anos de experiencia na fabricación de fíos e cables, a
principais produtos: cables solares, cables de almacenamento de baterías,cables para automóbiles, cable de alimentación UL,
cables de extensión fotovoltaicos, arneses de cables para sistemas de almacenamento de enerxía.
Data de publicación: 30 de agosto de 2024