Ứng dụng gốm sứ trong phương tiện sử dụng năng lượng mới

Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống sạc nhanh điện áp cao và hệ thống lưu trữ năng lượng, vật liệu gốm sứ với khả năng cách nhiệt tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt độ cao-, độ bền cơ học và tính ổn định hóa học đang trở thành vật liệu chức năng quan trọng trong chuỗi công nghiệp năng lượng mới. Từ pin điện và hệ thống điều khiển điện tử cho đến các thiết bị bảo vệ-điện áp cao, gốm tiên tiến đang đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc cải thiện độ an toàn, độ ổn định và trọng lượng nhẹ của hệ thống. Đặc biệt là trong môi trường-điện áp cao, tần số{6}}cao và tải-nhiệt-cao, vật liệu gốm đã trở thành một trong những vật liệu cơ bản thiết yếu cho các bộ phận cốt lõi của phương tiện sử dụng năng lượng mới.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trong hệ thống truyền động điện của phương tiện sử dụng năng lượng mới, việc ứng dụng thiết bị điện SiC đang phát triển nhanh chóng. So với các thiết bị-làm bằng silicon truyền thống, SiC MOSFET có hiệu suất chuyển mạch cao hơn, mức thất thoát năng lượng thấp hơn và hiệu suất nhiệt độ cao-vượt trội, cải thiện hiệu quả phạm vi hoạt động và mật độ năng lượng của xe. Tuy nhiên, đồng thời, các thiết bị SiC đặt ra yêu cầu cao hơn về khả năng tản nhiệt và cách nhiệt, do đó làm nổi bật tầm quan trọng ngày càng tăng của chất nền gốm dẫn nhiệt cao. Chất nền phủ gốm đồng-làm từ các vật liệu như silicon nitride và alumina không chỉ có đặc tính cách nhiệt và dẫn nhiệt tuyệt vời mà còn đạt được sự phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt của chip, giảm tác động của ứng suất nhiệt lên tuổi thọ của thiết bị. Vật liệu gốm Alumina, đại diện là 95% Alumina Ceramic, được sử dụng rộng rãi trong các mô-đun điện và linh kiện điện tử-điện áp cao của các phương tiện sử dụng năng lượng mới do hiệu suất xử lý hoàn thiện và đặc tính điện ổn định của chúng.

 

Hệ thống-điện áp cao của các phương tiện sử dụng năng lượng mới đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về hiệu suất an toàn của các bộ phận bảo vệ như rơle và cầu chì. Trong môi trường DC-điện áp cao, khả năng kiểm soát hồ quang và cách điện ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn của toàn bộ phương tiện. Vật liệu gốm, với khả năng cách nhiệt và-nhiệt độ cao tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong-rơle điện áp cao, buồng dập tắt hồ quang chân không-và cấu trúc cầu chì-điện áp cao. Đặc biệt trong lĩnh vực cầu chì-điện áp cao, "Cầu chì gốm cho xe điện và xe hybrid" đã trở thành một thành phần quan trọng của hệ thống bảo vệ năng lượng mới. Lớp vỏ gốm có thể chịu được tác động của hồ quang ở nhiệt độ cao{11}}một cách hiệu quả và duy trì độ ổn định về cấu trúc trong điều kiện{12}}ngắn mạch, từ đó đạt được khả năng ngắt kết nối nhanh chóng và bảo vệ an toàn.

 

Hiện tại, nhu cầu về cầu chì-điện áp cao từ các phương tiện sử dụng năng lượng mới và hệ thống lưu trữ năng lượng tiếp tục tăng. Sự cải thiện nền tảng điện áp cao-, dung lượng bộ pin và sự phát triển của công nghệ sạc-nhanh đang tiếp tục thúc đẩy việc nâng cấp các thành phần cầu chì gốm. Ống gốm cho cầu chì điện áp cao-được sử dụng rộng rãi trong hệ thống bảo vệ mạch chính của phương tiện sử dụng năng lượng mới do các đặc tính của chúng, chẳng hạn như khả năng chống sốc nhiệt, cách điện ổn định và độ bền cơ học cao. Trong khi đó, Ống gốm cho Cầu chì EV DC thể hiện hiệu suất dập tắt hồ quang-xuất sắc trong các tình huống bảo vệ DC-điện áp cao, đáp ứng các yêu cầu của hệ thống điện áp cao-năng lượng mới dành cho xe để ngắt kết nối nhanh chóng và bảo vệ ổn định.

 

Trong việc ứng dụng cầu chì năng lượng mới với các tiêu chuẩn khác nhau, các thành phần kết cấu gốm đang dần phát triển thành các phân khúc chuyên dụng. Ví dụ: Ống gốm cho Cầu chì tiêu chuẩn EV của Anh và Ống gốm cho dòng EV BS chủ yếu được sử dụng trong-các sản phẩm bảo vệ điện áp cao cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới tuân thủ tiêu chuẩn của Anh; Ống gốm cho Cầu chì Bộ sạc EV được sử dụng rộng rãi trong-các bộ phận bảo vệ điện áp cao trong cột sạc và-hệ thống sạc trên bo mạch. Với nhu cầu tiêu chuẩn hóa ngày càng tăng trong thị trường năng lượng mới toàn cầu, các bộ phận kết cấu cầu chì bằng gốm đang phát triển theo hướng có độ tin cậy, tiêu chuẩn hóa và mô đun hóa cao hơn.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bên cạnh lĩnh vực phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng cũng đang thúc đẩy sự tăng trưởng nhu cầu về vật liệu gốm tiên tiến. Trong bộ chuyển đổi lưu trữ năng lượng, bảo vệ cụm pin và hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện, cầu chì-điện áp cao cần chịu được dòng điện cao và môi trường sốc nhiệt cao trong thời gian dài, do đó đặt ra yêu cầu cao hơn về khả năng cách nhiệt và khả năng chịu nhiệt của vỏ gốm. Thân gốm cầu chì lưu trữ năng lượng đã trở thành thành phần cấu trúc quan trọng, duy trì độ bền cơ học ổn định và hiệu suất cách điện trong các điều kiện vận hành phức tạp. Trong khi đó, việc ứng dụng thân gốm cầu chì lưu trữ năng lượng quang điện và thân gốm cầu chì lưu trữ năng lượng PV trong hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện cũng ngày càng gia tăng, đặc biệt là ở các nhà máy điện năng lượng mới, tủ lưu trữ năng lượng và hệ thống tổ hợp DC.

 

Trong cấu trúc cầu chì điện áp cao -năng lượng mới, thân gốm cho dòng cầu chì bắt vít được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm cầu chì điện áp cao-bắt vít. Các thành phần kết cấu gốm này không chỉ cần hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời mà còn cần duy trì độ bền cơ học ổn định và độ chính xác về kích thước dưới tác động của dòng điện cao. Gốm Alumina dành cho cầu chì EV kết nối bắt vít còn đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu điện áp và độ tin cậy của cấu trúc kết nối điện áp cao-trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới, đóng vai trò quan trọng trong-hệ thống bảo vệ kết nối điện áp cao.

 

Với sự gia tăng liên tục về mật độ năng lượng của các hệ thống năng lượng mới,-cầu chì tốc độ cao ngày càng được sử dụng rộng rãi trong bảo vệ điện tử công suất. Thân gốm dành cho cầu chì-tốc độ cao, nhờ khả năng thích ứng với môi trường-tần số cao, dòng điện-cao và-thổi nhanh, nên được sử dụng rộng rãi trong hệ thống PCS lưu trữ năng lượng, hệ thống truyền động điện và thiết bị chuyển đổi công nghiệp. Hơn nữa, ứng dụng thân gốm để lưu trữ năng lượng trong hệ thống pin lưu trữ năng lượng cũng đang phát triển vì độ ổn định cao của chúng cải thiện hiệu quả mức độ an toàn chung của hệ thống lưu trữ năng lượng.

 

Pin năng lượng xe mới có yêu cầu cực kỳ cao về hiệu suất bịt kín và cách điện, dẫn đến việc ứng dụng vật liệu gốm trong các cấu trúc kết nối bịt kín pin ngày càng tăng. Đầu nối kín bằng gốm có đặc tính cách điện tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn điện phân và độ bền cơ học cao, cải thiện hiệu quả hiệu suất an toàn của pin điện trong môi trường-nhiệt độ cao và-áp suất cao. Trong khi đó, công nghệ phân tách phủ gốm-đã trở thành một trong những giải pháp quan trọng để cải thiện độ an toàn của pin lithium. Bằng cách phủ lên bề mặt dải phân cách bằng vật liệu gốm vô cơ như alumina, khả năng chịu nhiệt và độ ổn định kích thước của dải phân cách có thể được cải thiện một cách hiệu quả, từ đó giảm nguy cơ thoát nhiệt và tăng tuổi thọ của pin.

 

Trong các hệ thống động cơ xe sử dụng năng lượng mới, việc ứng dụng vòng bi gốm cũng ngày càng trở nên phổ biến. So với vòng bi thép truyền thống, vòng bi gốm có mật độ thấp hơn, độ cứng cao hơn và đặc tính cách nhiệt vượt trội, giúp giảm hiện tượng ăn mòn điện một cách hiệu quả trong-môi trường vận hành tốc độ cao. Đặc biệt là trong các động cơ truyền động tốc độ cao, vòng bi gốm có thể giảm tổn thất do ma sát và cải thiện hiệu suất hệ thống. Hơn nữa, đĩa phanh bằng gốm-kết hợp carbon, nhờ trọng lượng nhẹ, khả năng chịu nhiệt độ-cao và khả năng chống mài mòn nên đang trở thành hướng phát triển quan trọng cho hệ thống phanh-hiệu suất cao trên các phương tiện sử dụng năng lượng mới.

 

Với việc liên tục nâng cấp phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng và lưới điện thông minh, vật liệu gốm tiên tiến đang dần phát triển từ vật liệu phụ trợ truyền thống sang vật liệu chức năng cốt lõi. Cho dù đó là Thân gốm cho cầu chì ô tô, Ống gốm cho cầu chì lưu trữ năng lượng hay Thân gốm Steatite cho cầu chì xe điện, chúng đều đóng vai trò ngày càng quan trọng trong hệ thống bảo vệ điện áp cao-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trong khi đó, các thành phần cấu trúc gốm chuyên dụng được phát triển cho hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện, chẳng hạn nhưThân gốm cho cầu chì quang điện dòng Bussmann, đang thúc đẩy hơn nữa việc nâng cấp an toàn cho các hệ thống năng lượng mới.

 

Trong tương lai, với xu hướng ngày càng sâu rộng của điện áp cao, trí thông minh và trọng lượng nhẹ, vật liệu gốm tiên tiến sẽ có triển vọng phát triển rộng hơn nữa trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới và ngành năng lượng mới. Sự cải tiến liên tục về độ tin cậy cao, khả năng cách nhiệt cao và khả năng chịu nhiệt độ cao sẽ thúc đẩy hơn nữa ứng dụng sâu rộng của vật liệu gốm trong pin điện,-cầu chì điện áp cao, mô-đun nguồn và hệ thống lưu trữ năng lượng, đồng thời biến chúng trở thành vật liệu cơ bản quan trọng và không thể thay thế trong chuỗi công nghiệp năng lượng mới.