Notícias - inovações em cabos elétricos de carros: o que há de novo no mercado?

Com a indústria automotiva em rápida evolução, os cabos elétricos se tornaram componentes críticos nos veículos modernos. Aqui estão algumas das mais recentes inovações em cabos elétricos de carro:

1. Cabos de alta tensão para EVs

Os cabos de alta tensão para veículos elétricos são componentes-chave usados em veículos elétricos para conectar baterias de alta tensão, inversores, compressores de ar condicionado, geradores trifásicos e motores elétricos para realizar a transmissão da energia elétrica de energia. Comparado com os cabos utilizados nos veículos de combustível tradicional, os cabos de alta tensão de veículos elétricos têm as seguintes características e requisitos:

Alta tensão e alta corrente: os cabos de alta tensão EV são projetados para lidar com tensões de até 600VAC/900VDC (carros de passageiros) ou 1000VAC/1500VDC (veículos comerciais) e correntes de 250A a 450A ou até mais. Isso é muito maior do que os sistemas de 12V normalmente usados em veículos de combustível convencionais.

Material do condutor: os condutores são tipicamente construídos de fio de cobre macio recozido ou fio de cobre em estanho para melhorar a condutividade e a resistência à corrosão. Os fios de cobre sem oxigênio (contendo menos de 0,001% de oxigênio e mais de 99,99% de pureza) são amplamente utilizados em cabos de alta tensão EV devido à sua alta pureza e características não quebradiças.

Materiais de isolamento e bainha: para atender aos requisitos de alta tensão e alta corrente e cabos de alta tensão são isolados com materiais de isolamento com alta espessura da parede, como borracha de silicone, polietileno reticulado ou poliolefina reticulada, que têm uma boa resistência ao calor e efeito retardador de chama e pode suportar altas temperaturas de mais de 150 ℃ ℃.

Escudo e proteção: os cabos de alta tensão requerem blindagem eletromagnética para reduzir o ruído do campo eletromagnético e a interferência eletromagnética, enquanto materiais protetores (como tubos de isolamento de calor e tubos compilados) e de vedação na camada externa dos cabos garantem que os cabos sejam à prova d'água, à prova de poeira e resistentes a abrasão.

Projeto e fiação: o projeto de cabos de alta tensão para veículos elétricos precisa levar em consideração as restrições de espaço da fiação, os requisitos de segurança (por exemplo, espaçamento mínimo de 100 milímetros ou mais entre condutores de alta e baixa tensão), peso e custo. O raio de flexão do cabo, a distância até o ponto de fixação e o ambiente em que é usado (por exemplo, dentro ou fora do veículo) também influenciará seu design e seleção.

Padrões e especificações: O design e a fabricação de cabos de alta tensão para veículos elétricos seguem uma série de padrões do setor, como o padrão da indústria automotiva QC-T1037 para cabos de alta tensão para veículos rodoviários e TCAS 356-2019 Cabos de alta tensão para novos veículos de energia. Esses padrões apresentam requisitos específicos para o desempenho elétrico, desempenho mecânico e adaptabilidade ambiental dos cabos.

APLICAÇÕES: Os cabos de alta tensão para veículos elétricos não são usados apenas para conexões no veículo, mas também para conexões entre a porta de carregamento e a bateria, dentro da bateria, entre a bateria e o motor e outros componentes, além de dispositivos de armazenamento de energia da bateria e outros campos. Os cabos devem ser capazes de suportar condições adversas, como ambientes de alta e baixa temperatura, spray de sal, campos eletromagnéticos, óleo e produtos químicos.

O desenvolvimento e a aplicação de cabos de alta tensão para veículos elétricos é um dos principais fatores para promover um futuro sustentável e amigável ao clima para a mobilidade elétrica. À medida que a tecnologia de veículos elétricos continua avançando, o desempenho e os padrões de cabos de alta tensão continuam a otimizar para atender à crescente demanda por requisitos de transmissão e segurança de energia.

2. Cabos de alumínio leves

A adoção de cabos automotivos de alumínio leve é uma das tendências importantes da indústria automotiva, especialmente na nova indústria automotiva energética, na busca de eficiência e alcance leves, leves. A seguir, é apresentada uma análise detalhada dos cabos automotivos de alumínio leves:

Antecedentes e tendência

Demanda leve automotiva: Com o rápido desenvolvimento de novos veículos de energia, a demanda por design leve automotivo é aprimorado ainda mais. O fio e o cabo, como os principais componentes da transmissão de energia automotiva, são tradicionalmente projetados para usar o cobre como condutor, mas os cabos do núcleo de cobre são caros e pesados em qualidade. Portanto, o desenvolvimento de fios de condutores de alumínio e cabos de alumínio com qualidade de luz de baixo preço para automóveis se tornaram uma escolha necessária para o design leve automotivo.

Vantagem do cabo de alumínio: a indústria de energia tradicional tem uma longa história de uso de cabos de alumínio, cabos de alumínio, baixo custo, peso leve, vida útil longa, especialmente adequada para transmissão de energia de longa distância de alta tensão. A China é rica em recursos de alumínio, flutuações de preços materiais, estabilidade de custos e fácil de controlar. Na nova indústria de veículos energéticos, o uso de cabos de alumínio em vez de cabos de cobre é uma solução ideal para reduzir o peso e o custo.

Casos de aplicação de produtos para fios de alumínio

Modelo de barramento: Bateria PACK PACK INTERNO E EXTERNO O fio de alumínio de soldagem ultrassônica, o uso de fios de conexão com energia de grande diâmetro, é óbvio que a vantagem de usar o fio de alumínio é óbvio.

Carro de passageiros: o barramento de DC adota um cabo de alumínio de 50 mm2, que foi produzido em massa com sucesso. O uso de soldagem ultrassônica melhora efetivamente o desempenho de contato elétrico das juntas e reduz efetivamente a qualidade do chicote da fiação em comparação com os fios de cobre.

Pistola de carregamento CA: Usando fio de liga de alumínio resistente à flexão de alta resistência, o desempenho estável no teste de envelhecimento, iniciou gradualmente a produção em massa; O fio da porta de carregamento CC para carros de passageiros usa fio de alumínio para melhorar a dissipação de calor, e a soldagem ultrassônica é usada no terminal de porta de carregamento redonda, o que melhora significativamente o desempenho do contato elétrico, reduz a quantidade de calor gerado e melhora a vida útil do serviço.

Diferenças de desempenho entre cobre e alumínio

Resistividade e condutividade: Devido à diferente resistividade do alumínio e cobre, a condutividade do condutor de alumínio é de 62% de IACs. Quando a área transversal do condutor de alumínio é 1,6 vezes a de cobre, seu desempenho elétrico é o mesmo que o de cobre.

Razão de massa: A gravidade específica do alumínio é de 2,7kg/m3, a gravidade específica do cobre é de 8,89 kg/m3; portanto, a razão de massa dos dois é (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. Isso significa que, sob o mesmo desempenho elétrico, a massa do condutor de alumínio é de apenas 1/2 do corpo de cobre.

Espaço de mercado e perspectiva

Taxa de crescimento anualizada: Com base na análise de mercado, a taxa de crescimento anualizada de folha laminada de alumínio e material extrudado será de cerca de 30% até 2025, mostrando o enorme potencial de alumínio no campo da leveza automotiva.

Análise de incerteza

Fatores de custo: Embora os cabos de alumínio tenham vantagens de custo, há um fator negativo para aumentar o custo de alumínio em vez de aço na indústria automotiva, que pode afetar a velocidade da popularização dos cabos de alumínio.

Desafios técnicos: a aplicação de cabos de alumínio em automóveis ainda enfrenta desafios técnicos, como a melhoria do desempenho de contato elétrico das juntas e a otimização da dissipação de calor, que precisa ser resolvida através da inovação tecnológica.

A adoção de cabos automotivos de alumínio leve é uma tendência inevitável para a indústria automotiva buscar a economia de energia e a redução de emissões e melhorar o alcance. Com o progresso contínuo da tecnologia e a otimização adicional do custo, a aplicação de cabos de alumínio na indústria automotiva será mais extensa, fazendo uma contribuição importante para a redução de economia leve e de energia automotiva e economia de energia.

3. Cabos blindados para redução de EMI

A interferência eletromagnética (EMI) em automóveis é um problema complexo, especialmente em veículos elétricos e híbridos devido ao uso intensivo de dispositivos eletrônicos de alta potência. Como um dos principais contribuintes da EMI, o design e a seleção de materiais de arnês de fiação automotiva é fundamental para minimizar a EMI. Aqui estão alguns pontos -chave sobre como reduzir a EMI em automóveis através do uso de cabos blindados:

Como os cabos blindados funcionam: os cabos blindados funcionam adicionando uma camada de trança ou folha de metal ao redor dos condutores. Essa blindagem reflete e absorve ondas eletromagnéticas, reduzindo assim a EMI. A blindagem está conectada ao solo, que direciona os sedimentos eletromagnéticos capturados para o solo e evita que ele entre os outros eletrônicos.

Tipos de blindagem: Existem dois tipos principais de blindagem: blindagem de metal trançada e blindagem de papel alumínio. A blindagem de metal trançada fornece melhor resistência e flexibilidade mecânicas, enquanto a blindagem da folha fornece melhor blindagem em frequências mais baixas. Em aplicações automotivas, é comum usar uma combinação desses dois tipos de blindagem para blindagem ideal.

Aterrissando o escudo: para que um cabo blindado seja eficaz, o escudo deve estar devidamente aterrado. Se o escudo não estiver devidamente aterrado, pode se tornar uma antena e aumentar a EMI. Em automóveis, é comum conectar o escudo à estrutura de metal do veículo para fornecer um bom caminho ao solo.

Onde os cabos blindados são usados: em automóveis, os cabos blindados são usados principalmente para linhas críticas de sinal e controle que são suscetíveis ao EMI ou que podem se tornar fontes da EMI. Por exemplo, linhas usadas para unidades de controle do motor (ECUS), sinais de sensores, redes de veículos (por exemplo, barramentos de lata) e sistemas de entretenimento normalmente usam cabos blindados.

Uso de cabos blindados em conjunto com cabos não cortados: em ambientes automotivos, onde o espaço é limitado, os cabos de alta tensão e baixa tensão são frequentemente colocados próximos um do outro. Para minimizar a EMI, o cabo de alta tensão pode ser projetado como um cabo blindado, enquanto o cabo de baixa tensão pode ser não blindado. Dessa forma, o escudo do cabo de alta tensão protege o cabo de baixa tensão do EMI.

Layout e design do cabo: além de usar cabos blindados, o layout adequado do cabo também é muito importante. A formação de loops nos cabos deve ser evitada, à medida que os loops aumentam a EMI. Além disso, os cabos devem estar localizados o mais longe possível de fontes EMI, como motores e conversores de energia.

Uso de filtros: Além de cabos blindados, os filtros EMI podem ser adicionados nas duas extremidades do cabo para minimizar ainda mais o EMI. Os filtros podem ser capacitores ou indutores, que filtram o ruído em uma faixa de frequência específica.

Em resumo, usando cabos blindados e combinando -os com o layout de cabo e as técnicas de filtragem corretas, a EMI em automóveis pode ser significativamente reduzida, melhorando assim a confiabilidade e o desempenho dos equipamentos eletrônicos.

4. Cabos resistentes a alta temperatura

Os cabos automotivos resistentes à alta temperatura são cabos projetados para a indústria automotiva para manter o desempenho estável em ambientes de alta temperatura. Eles são feitos principalmente de vários materiais especiais para garantir confiabilidade e segurança em áreas de alta temperatura, como compartimentos do motor. Aqui estão alguns materiais comuns usados para cabos automotivos resistentes a alta temperatura:

Materiais TPE: Elastômeros termoplásticos (elastômeros termoplásticos), incluindo estilos, olefinas, dienos, cloreto de vinil, poliésteres, ésteres, amidas, organofluorinas, silicones e vinils. Atualmente, os elastômeros baseados em copolímero de copolímero de bloqueio de estireno-etileno-butileno-estireno) são os materiais TPE mais amplamente utilizados.

MATERIAIS TPU: Poliuretano termoplástico (poliuretano termoplástico), a estrutura molecular é dividida em do tipo poliéster e poliéter, pelo bloco rígido e nos segmentos de cadeia flexível. Os materiais de extração no processo de reticulação são bons e elásticos, com a medição de mais 40% e a moldagem por mais de 40% e 40% da moldagem por mais de 45%.

Material de PVC: cloreto de polivinil (cloreto de polivinil), através da adição de diferentes quantidades de plastificantes para regular sua suavidade, reduza sua temperatura de "transição vítrea", para ter boa flexibilidade e plasticidade, moldagem fácil de processar.

Material de silicone: um material adsorvente altamente ativo, substância amorfa, borracha termoestiva. O silicone possui excelente resistência ao calor e frio e uma ampla gama de temperaturas operacionais, de -60 ° C a +180 ° C e além.

Polietileno reticulado XLPE: Através da reticulação química em elastômeros de termossetas, propriedades aprimoradas de isolamento, a faixa de resistência à temperatura do cabo é expandida, o desempenho foi melhorado. O cabo XLPE ocorre uma vez que a combustão ocorre, a produção de dióxido de carbono e água, relativamente ecológica.

A seleção e o uso desses materiais permitem que os cabos automotivos resistentes a alta temperatura funcionem de forma estável por longos períodos de tempo em ambientes de alta temperatura, como compartimentos do motor e sistemas de escape próximos, garantindo a operação normal de sistemas elétricos automotivos. Além disso, os cabos resistentes à alta temperatura também têm as vantagens da resistência ao óleo, resistência à água, resistência a ácido e álcalis, resistência corrosiva a gás, resistência ao envelhecimento, etc. Eles são adequados para metalurgia, energia elétrica, petroquímicos, material rolante, energia, ferro e aço, máquinas elétricas e outros campos. Ao escolher cabos resistentes à alta temperatura, você precisa escolher o modelo certo de acordo com o cenário de aplicação real, o ambiente de temperatura, o nível de tensão e outros fatores para garantir que o cabo tenha um bom desempenho e segurança sob condições de alta temperatura.

5. Cabos inteligentes com sensores integrados

Os cabos de carros inteligentes com sensores integrados são parte integrante dos carros inteligentes modernos e desempenham um papel fundamental na arquitetura elétrica e eletrônica do veículo. Os cabos de carros inteligentes não são apenas responsáveis pela transmissão de energia, mas, mais importante, eles carregam dados e controlam sinais, conectando unidades de microcontrolador (MCUS), sensores, atuadores e outras unidades de controle eletrônico (ECUS) no carro, formando a “rede neural” do carro.

A função e a importância dos cabos de carro inteligente

Transmissão de dados: os cabos de carros inteligentes são responsáveis por transmitir dados de sensores para o MCU e comandos do MCU para os atuadores. Esses dados incluem, mas não se limitam a, velocidade, temperatura, pressão, posição etc., e é fundamental para alcançar o controle preciso do veículo.
Distribuição de energia: o cabo não apenas transmite dados, mas também é responsável pela distribuição de energia aos vários dispositivos eletrônicos no carro para garantir que eles funcionem corretamente.
Segurança e proteção: o cabo é projetado com a segurança em mente, como o uso de materiais à prova de fogo e o cenário de proteção de sobrecorrente, para garantir que o circuito possa ser cortado no tempo em caso de mau funcionamento, evitando possíveis riscos à segurança.

Requisitos de design

O design de cabos de carros inteligentes deve atender aos seguintes requisitos:

Confiabilidade: Os cabos precisam ser capazes de trabalhar de maneira confiável em uma variedade de ambientes severos no carro, incluindo alta temperatura, baixa temperatura, vibração e umidade.
Durabilidade: os cabos devem ser duráveis o suficiente para suportar longos períodos de uso sem falha.
Segurança: os cabos devem ser bem isolados para reduzir o risco de curtos circuitos e ter os mecanismos de proteção necessários.
Leve: Com a tendência em direção a veículos leves, os cabos também precisam ser o mais leve e fino possível para reduzir o peso total do veículo.
Compatibilidade eletromagnética: Os cabos devem ter um bom desempenho de blindagem para reduzir a interferência do sinal.

Cenário de aplicação

Os cabos de carros inteligentes são amplamente utilizados em vários sistemas de automóveis, incluindo, entre outros,:

Sistema de controle do motor: conectando a ECU do motor a sensores e atuadores para obter controle preciso do motor.
Sistema de controle do corpo: Conexão do Módulo de Controle do Corpo (BCM) com janelas, fechaduras de portas, iluminação e outros sistemas.
Sistema de assistência ao driver: conecta o controlador ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) com sensores como câmera e radar.
Sistema de infotainment: conecta o centro multimídia com alto -falantes de áudio, sistema de navegação, etc.

Tendências futuras

À medida que as arquiteturas eletrônicas e elétricas automotivas evoluem, o mesmo acontece com os cabos de carros inteligentes. As tendências futuras incluem:

Arquitetura centralizada: À medida que as arquiteturas eletrônicas automotivas mudam de distribuídas para centralizadas, é provável que a complexidade e o comprimento dos cabos diminuam, ajudando a reduzir o peso do veículo e melhorar a eficiência do fluxo de informações.
Gerenciamento inteligente: os cabos integrarão componentes mais inteligentes, como sensores internos e conectores inteligentes, permitindo que o autodiagnóstico e os relatórios de status.
Aplicação de novos materiais: Para reduzir ainda mais o peso e melhorar o desempenho, podem ser feitos cabos de novos materiais leves.

Os cabos de carros inteligentes são os principais componentes que conectam sistemas eletrônicos automotivos, e seu design e desempenho são críticos para garantir a segurança e a confiabilidade dos automóveis. À medida que os avanços tecnológicos e os eletrônicos automotivos aceleram, os cabos de carros inteligentes continuarão evoluindo para atender à necessidade de maior desempenho.

6. Cabos biodegradáveis e ecológicos

No contexto da busca pela proteção ambiental e desenvolvimento sustentável, os cabos automotivos biodegradáveis e ecológicos estão se tornando um tópico quente na indústria de fabricação automotiva. Esses cabos não apenas atendem às necessidades da indústria automotiva em termos de desempenho, mas também mostram vantagens significativas em termos de proteção ambiental.

Cabos isolados biodegradáveis

Os cabos isolados biodegradáveis são feitos de materiais isolantes biodegradáveis, que, sob certas condições ambientais, podem ser gradualmente decompostos através do metabolismo dos microorganismos e, finalmente, convertidos em pequenas moléculas ecológicas, como dióxido de carbono e água. Esse processo geralmente requer uma certa quantidade de tempo e condições ambientais adequadas. O uso de cabos biodegradáveis está alinhado com os princípios do desenvolvimento verde e sustentável. Ele garante o desempenho dos cabos, minimizando o impacto no meio ambiente e promove o desenvolvimento da indústria de cabos verdes.

Cabos com verniz isolante não poluente

O verniz isolante não poluente para cabos usa verniz isolante não perigoso para substituir os materiais isolantes que contêm ingredientes perigosos em cabos tradicionais. Essa inovação não apenas reduz a poluição ambiental, mas também melhora a segurança e a confiabilidade dos cabos.

Materiais de base biológica em cabos automotivos

Os materiais biológicos, especialmente as fibras, compósitos e nylon de ácido polilático (PLA), têm um grande potencial para aplicação na indústria automotiva devido à sua biodegradabilidade, produção e processamento ambientalmente amigável, ampla gama de fontes de matéria-prima, baixo odor e conteúdo de compostos orgânicos voláteis (VOC). Com o aumento substancial da capacidade de produção, o ácido polilático PLA (PLA), como um polímero biológico derivado de recursos naturais, também viu seu tremendo desenvolvimento. O PLA é quimicamente sintetizado a partir do milho natural. Este material pode ser decomposto em CO2 e H2O por microorganismos após ser descartado, sem causar poluição ao meio ambiente, e é reconhecido como um novo eco-material que é verde e sustentável no século XXI.

Aplicação de materiais de TPU em cabos automotivos

Os materiais de poliuretano termoplástico (TPU) não apenas oferecem excelente desempenho, mas também são biodegradáveis (3-5 anos) e recicláveis.

Desafios e perspectivas

Embora os cabos automotivos biodegradáveis e ecológicos exibam muitas vantagens, o aplicativo enfrenta alguns desafios e limitações. Por exemplo, a velocidade e a eficácia da degradação são afetadas por condições ambientais, exigindo uma avaliação e seleção cuidadosas dos cenários de aplicação. Ao mesmo tempo, o desempenho e a estabilidade dos materiais de isolamento degradáveis precisam ser continuamente aprimorados e testados para garantir sua confiabilidade e segurança. No futuro, à medida que a tecnologia continua avançando e a conscientização ambiental aumenta, espera-se que os cabos automotivos biodegradáveis e ecológicos desempenhem um papel maior na indústria automotiva, levando todo o setor em uma direção mais ecológica e sustentável.