Com a rápida evolução da indústria automotiva, os cabos elétricos tornaram-se componentes críticos nos veículos modernos. Aqui estão algumas das mais recentes inovações em cabos elétricos automotivos:
1. Cabos de alta tensão para veículos elétricos
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 de energia elétrica. Em comparação com os cabos usados em veículos a combustível tradicionais, os cabos de alta tensão para veículos elétricos têm as seguintes características e requisitos:
Alta Tensão e Alta Corrente: Os cabos EV de alta tensão são projetados para suportar tensões de até 600 VCA/900 VCC (automóveis de passageiros) ou 1000 VCA/1500 VCC (veículos comerciais) e correntes de 250 A a 450 A ou até mais. Isso é muito maior do que os sistemas de 12V normalmente usados em veículos movidos a combustível convencional.
Material do condutor: Os condutores são normalmente construídos com fio de cobre macio recozido ou fio de cobre estanhado para melhor condutividade e resistência à corrosão. Fios de cobre isentos de 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, os cabos de alta tensão são isolados com materiais de isolamento com alta espessura de parede, como borracha de silicone, polietileno reticulado ou poliolefina reticulada, que têm boa resistência ao calor e efeito retardador de chama, e pode suportar altas temperaturas de mais de 150 ℃.
Blindagem e proteção: Os cabos de alta tensão requerem blindagem eletromagnética para reduzir o ruído do campo eletromagnético e a interferência eletromagnética, enquanto os materiais de proteção (como tubos de isolamento térmico e tubos compilados) e anéis de vedação na camada externa dos cabos garantem que os cabos sejam à prova d'água, à prova de poeira e resistente à abrasão em ambientes agressivos.
Projeto e fiação: O projeto de cabos de alta tensão para veículos elétricos precisa levar em consideração as restrições de espaço de fiação, 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 curvatura do cabo, a distância até ao ponto de fixação e o ambiente em que é utilizado (por exemplo, dentro ou fora do veículo) também influenciarão a sua concepção e selecção.
Padrões e especificações: O projeto e a fabricação de cabos de alta tensão para veículos elétricos seguem uma série de padrões da indústria, como QC-T1037 Padrão da Indústria Automotiva para Cabos de Alta Tensão para Veículos Rodoviários e TCAS 356-2019 Cabos de Alta Tensão para Novos Veículos de Energia. Estas normas apresentam requisitos específicos para o desempenho eléctrico, 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, bem como para energia da bateria dispositivos de armazenamento e outros campos. Os cabos devem ser capazes de suportar condições adversas, como ambientes de alta e baixa temperatura, névoa salina, campos eletromagnéticos, óleo e produtos químicos.
O desenvolvimento e aplicação de cabos de alta tensão para veículos eléctricos é um dos factores-chave na promoção de um futuro sustentável e amigo do clima para a mobilidade eléctrica. À medida que a tecnologia dos veículos eléctricos continua a avançar, o desempenho e os padrões dos cabos de alta tensão continuam a ser optimizados para satisfazer a crescente procura de transmissão de energia e requisitos de segurança.
2. Cabos leves de alumínio
A adoção de cabos automotivos leves de alumínio é uma das tendências importantes na indústria automotiva, especialmente na indústria automotiva de novas energias, na busca por leveza, eficiência energética e alcance. A seguir está uma análise detalhada de cabos automotivos leves de alumínio:
Antecedentes e Tendências
Demanda automotiva leve: com o rápido desenvolvimento de novos veículos energéticos, a demanda por design automotivo leve aumenta ainda mais. Fios e cabos, como principais componentes da transmissão de energia automotiva, são tradicionalmente projetados para usar cobre como condutor, mas os cabos com núcleo de cobre são caros e de qualidade pesada. Portanto, o desenvolvimento de fios e cabos condutores de alumínio de baixo custo e qualidade leve para automóveis tornou-se uma escolha necessária para o design automotivo leve.
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, longa vida útil, especialmente adequados para transmissão de energia de alta tensão e longa distância. A China é rica em recursos de alumínio, flutuações de preços de materiais, estabilidade de custos e fácil de controlar. Na indústria de veículos de nova energia, o uso de cabos de alumínio em vez de cabos de cobre é uma solução ideal para reduzir peso e custos.
Casos de aplicação de produtos de fio de alumínio
Modelo de ônibus: fio de alumínio para soldagem ultrassônica interna e externa da bateria, uso de fio de conexão de energia de grande diâmetro, a vantagem de usar fio de alumínio é óbvia.
Carro de passageiros: o barramento CC adota cabo de alumínio de 50 mm2, que foi produzido em massa com sucesso. O uso de soldagem ultrassônica melhora efetivamente o desempenho do contato elétrico das juntas e reduz efetivamente a qualidade do chicote elétrico em comparação aos fios de cobre.
Pistola de carregamento CA: usando fio de liga de alumínio resistente à flexão de alta resistência, peso leve, desempenho estável no teste de envelhecimento, iniciou gradualmente a produção em massa; O fio da porta de carregamento DC para carros de passageiros usa fio de alumínio para melhorar a dissipação de calor, e a soldagem ultrassônica é usada no terminal redondo da porta de carregamento, o que melhora significativamente o desempenho do contato elétrico, reduz a quantidade de calor gerado e melhora a vida útil.
Diferenças de desempenho entre cobre e alumínio
Resistividade e condutividade: Devido às diferentes resistividades do alumínio e do cobre, a condutividade do condutor de alumínio é de 62% IACS. quando a área da seção transversal do condutor de alumínio é 1,6 vezes maior que a do cobre, seu desempenho elétrico é igual ao do cobre.
Proporção de massa: a gravidade específica do alumínio é 2,7kg/m3, a gravidade específica do cobre é 8,89kg/m3, então a proporção de massa dos dois é (2,7×160%)/(8,89×1)≈50%. Isto significa que sob o mesmo desempenho elétrico, a massa do condutor de alumínio é apenas 1/2 da massa 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 chapas laminadas de alumínio e materiais extrudados será de cerca de 30% até 2025, mostrando o enorme potencial do alumínio na área de leveza automotiva.
Análise de incerteza
Fatores de custo: Embora os cabos de alumínio tenham vantagens de custo, há um fator negativo de aumento do custo do alumínio em vez do aço na indústria automotiva, o que pode afetar a velocidade de popularização dos cabos de alumínio.
Desafios técnicos: A aplicação de cabos de alumínio em automóveis ainda enfrenta desafios técnicos, como a melhoria do desempenho do contato elétrico das juntas e a otimização da dissipação de calor, que precisam ser resolvidos por meio de inovação tecnológica.
A adoção de cabos automotivos leves de alumínio é uma tendência inevitável para a indústria automotiva buscar economia de energia e redução de emissões, além de melhorar o alcance. Com o progresso contínuo da tecnologia e maior otimização de custos, a aplicação de cabos de alumínio na indústria automotiva será mais extensa, dando uma importante contribuição para a leveza automotiva, economia de energia e redução de emissões.
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 para a EMI, o design e a seleção de materiais dos chicotes elétricos automotivos são essenciais para minimizar a EMI. Aqui estão alguns pontos-chave sobre como reduzir a EMI em automóveis através do uso de cabos blindados:
Como funcionam os cabos blindados: Os cabos blindados funcionam adicionando uma camada de trança metálica ou folha metálica ao redor dos condutores. Essa blindagem reflete e absorve ondas eletromagnéticas, reduzindo assim a EMI. impede que interfira com outros dispositivos eletrônicos.
Tipos de blindagem: Existem dois tipos principais de blindagem: blindagem metálica trançada e blindagem metálica. A blindagem metálica trançada proporciona melhor resistência mecânica e flexibilidade, enquanto a blindagem metálica proporciona melhor blindagem em frequências mais baixas. Em aplicações automotivas, é comum usar uma combinação desses dois tipos de blindagem para obter uma blindagem ideal.
Aterramento da blindagem: Para que um cabo blindado seja eficaz, a blindagem deve estar devidamente aterrada. Se a blindagem não estiver devidamente aterrada, ela pode se tornar uma antena e aumentar a EMI. Em automóveis, é comum fixar a blindagem na estrutura metálica do veículo para fornecer um bom caminho para o aterramento.
Onde são usados cabos blindados: Em automóveis, os cabos blindados são usados principalmente para sinais críticos e linhas de controle que são suscetíveis a EMI ou que podem se tornar fontes de EMI. Por exemplo, linhas usadas para unidades de controle de motor (ECUs), sinais de sensores, redes em veículos (por exemplo, barramentos CAN) e sistemas de entretenimento normalmente usam cabos blindados.
Uso de cabos blindados em conjunto com cabos não blindados: Em ambientes automotivos onde o espaço é limitado, os cabos de alta e baixa tensão são frequentemente colocados próximos uns dos outros. 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. Desta forma, a blindagem do cabo de alta tensão protege o cabo de baixa tensão contra EMI.
Layout e design dos cabos: Além de usar cabos blindados, o layout adequado dos cabos também é muito importante. A formação de loops nos cabos deve ser evitada, pois 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 dos cabos blindados, filtros EMI podem ser adicionados em ambas as extremidades do cabo para minimizar ainda mais a EMI. os filtros podem ser capacitores ou indutores, que filtram o ruído em uma faixa de frequência específica.
Em resumo, ao usar cabos blindados e combiná-los com o layout correto dos cabos e técnicas de filtragem, a EMI nos automóveis pode ser significativamente reduzida, melhorando assim a confiabilidade e o desempenho dos equipamentos eletrônicos.
4. Cabos resistentes a altas temperaturas
Cabos automotivos resistentes a altas temperaturas são cabos projetados para a indústria automotiva para manter um desempenho estável em ambientes de alta temperatura. Eles são feitos principalmente de diversos materiais especiais para garantir confiabilidade e segurança em áreas de alta temperatura, como compartimentos de motores. Aqui estão alguns materiais comuns usados para cabos automotivos resistentes a altas temperaturas:
Materiais TPE: elastômeros termoplásticos (elastômeros termoplásticos), incluindo estirenos, olefinas, dienos, cloreto de vinila, poliésteres, ésteres, amidas, organofluorados, silicones e vinílicos. Atualmente, os elastômeros à base de SEBS (copolímero em bloco de estireno-etileno-butileno-estireno) são os materiais TPE mais amplamente utilizados.
Materiais TPU: poliuretano termoplástico (poliuretano termoplástico), a estrutura molecular é dividida em tipo poliéster e tipo poliéter, pelo bloco rígido e segmentos de cadeia flexível. Os materiais TPU no processo de processamento de moldagem por injeção representaram mais de 40% do a moldagem por extrusão é de cerca de 35% ou mais, com boa elasticidade e resistência ao desgaste.
Material de PVC: Cloreto de Polivinila (Cloreto de Polivinila), através da adição de diferentes quantidades de plastificantes para regular sua maciez, reduzir sua temperatura de “transição vítrea”, de modo a ter boa flexibilidade e plasticidade, fácil de processar moldagem.
Material de silicone: um material adsorvente altamente ativo, substância amorfa, borracha termoendurecível. O silicone tem excelente resistência ao calor e ao frio e uma ampla faixa de temperaturas operacionais, de -60°C a +180°C e além.
Polietileno reticulado XLPE: através da reticulação química em elastômeros termofixos, propriedades de isolamento aprimoradas, a faixa de resistência à temperatura do cabo é expandida, o desempenho foi melhorado. Cabo XLPE, uma vez que ocorre a combustão, a produção de dióxido de carbono e água é relativamente ecologicamente correta.
A seleção e o uso desses materiais permitem que cabos automotivos resistentes a altas temperaturas funcionem de forma estável por longos períodos de tempo em ambientes de alta temperatura, como compartimentos de motores e sistemas próximos de escapamento, garantindo a operação normal dos sistemas elétricos automotivos. Além disso, os cabos resistentes a altas temperaturas também têm as vantagens de resistência ao óleo, resistência à água, resistência a ácidos e álcalis, resistência a gases corrosivos, resistência ao envelhecimento, etc. Eles são adequados para metalurgia, energia elétrica, petroquímica, material rodante, energia, ferro e aço, máquinas elétricas e outros campos. Ao escolher cabos resistentes a altas temperaturas, você precisa escolher o modelo certo de acordo com o cenário real de aplicação, temperatura ambiente, nível de tensão e outros fatores para garantir que o cabo tenha bom desempenho e segurança em condições de alta temperatura.
5. Cabos Inteligentes com Sensores Integrados
Os cabos para automóveis inteligentes com sensores integrados são parte integrante dos automóveis inteligentes modernos e desempenham um papel fundamental na arquitetura elétrica e eletrónica do veículo. Os cabos inteligentes para automóveis não são apenas responsáveis pela transmissão de energia, mas, mais importante ainda, transportam dados e sinais de controle, conectando unidades microcontroladoras (MCUs), sensores, atuadores e outras unidades de controle eletrônico (ECUs) no carro, formando o carro. “rede neural”.
A função e a importância dos cabos automotivos inteligentes
Transmissão de dados: Os cabos do carro inteligente são responsáveis pela transmissão de dados dos sensores para o MCU e comandos do MCU para os atuadores. Esses dados incluem, mas não estão limitados a, velocidade, temperatura, pressão, posição, etc., e são críticos para obter um controle preciso do veículo.
Distribuição de energia: O cabo não apenas transmite dados, mas também é responsável por distribuir energia aos diversos dispositivos eletrônicos do carro para garantir que funcionem corretamente.
Segurança e proteção: O cabo foi projetado pensando na segurança, como o uso de materiais à prova de fogo e a configuração de proteção contra sobrecorrente, para garantir que o circuito possa ser cortado a tempo em caso de mau funcionamento, evitando possíveis riscos de segurança.
Requisitos de projeto
O projeto de cabos automotivos inteligentes deve atender aos seguintes requisitos:
Confiabilidade: Os cabos precisam ser capazes de funcionar de forma confiável em uma variedade de ambientes agressivos 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 falhas.
Segurança: Os cabos devem ser bem isolados para reduzir o risco de curto-circuitos e possuir os mecanismos de proteção necessários.
Leve: Com a tendência para veículos leves, os cabos também precisam ser tão leves e finos quanto possível para reduzir o peso total do veículo.
Compatibilidade eletromagnética: Os cabos devem ter bom desempenho de blindagem para reduzir a interferência do sinal.
Cenário de aplicação
Cabos automotivos inteligentes são amplamente utilizados em vários sistemas automotivos, incluindo, mas não se limitando a:
Sistema de controle do motor: conectando a ECU do motor com sensores e atuadores para realizar um controle preciso do motor.
Sistema de controle da carroceria: conectando o módulo de controle da carroceria (BCM) com janelas, fechaduras, iluminação e outros sistemas.
Sistema de Assistência ao Motorista: conecta o controlador ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) com sensores como câmera e radar.
Sistema de infoentretenimento: conecta a central multimídia com alto-falantes, sistema de navegação, etc.
Tendências Futuras
À medida que as arquiteturas eletrônicas e elétricas automotivas evoluem, também evoluem os cabos para carros inteligentes. As tendências futuras incluem:
Arquitetura centralizada: À medida que as arquiteturas eletrônicas automotivas mudam de distribuídas para centralizadas, a complexidade e o comprimento dos cabos provavelmente diminuirão, ajudando a reduzir o peso do veículo e a melhorar a eficiência do fluxo de informações.
Gerenciamento inteligente: Os cabos integrarão componentes mais inteligentes, como sensores integrados e conectores inteligentes, permitindo autodiagnósticos e relatórios de status.
Aplicação de novos materiais: Para reduzir ainda mais o peso e melhorar o desempenho, os cabos podem ser feitos de novos materiais leves.
Os cabos inteligentes para automóveis são componentes essenciais que conectam os sistemas eletrônicos automotivos, e seu design e desempenho são essenciais para garantir a segurança e a confiabilidade dos automóveis. À medida que a tecnologia avança e a eletrónica automóvel acelera, os cabos inteligentes para automóveis continuarão a evoluir para satisfazer a necessidade de maior desempenho.
6. Cabos biodegradáveis e ecológicos
Tendo como pano de fundo a busca pela proteção ambiental e pelo desenvolvimento sustentável, os cabos automotivos biodegradáveis e ecologicamente corretos estão se tornando um tema quente na indústria automotiva. Estes cabos não só atendem às necessidades da indústria automotiva em termos de desempenho, mas também apresentam 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 de microrganismos e, finalmente, convertidos em pequenas moléculas ecológicas, como dióxido de carbono e água. Este processo geralmente requer um certo tempo e condições ambientais adequadas. A utilização de cabos biodegradáveis está em linha com os princípios do desenvolvimento verde e sustentável. Garante o desempenho dos cabos ao mesmo tempo que minimiza o impacto no ambiente e promove o desenvolvimento da indústria de cabos verdes.
Cabos com verniz isolante não poluente
O verniz isolante não poluente para cabos utiliza verniz isolante não perigoso para substituir os materiais isolantes que contêm ingredientes perigosos nos cabos tradicionais. Esta inovação não só reduz a poluição ambiental, mas também melhora a segurança e a fiabilidade dos cabos.
Materiais de base biológica em cabos automotivos
Materiais de base biológica, especialmente fibras de ácido polilático (PLA), compósitos e náilon, têm grande potencial para aplicação na indústria automotiva devido à sua biodegradabilidade, produção e processamento ecologicamente corretos, ampla variedade de fontes de matérias-primas, baixo odor e baixa volatilidade. conteúdo de compostos orgânicos (VOC). Com o aumento substancial na capacidade de produção, o ácido polilático PLA (PLA), como um polímero de base biológica derivado de recursos naturais, também viu seu tremendo desenvolvimento. O PLA é sintetizado quimicamente a partir do milho natural. Esse material pode ser decomposto em CO2 e H2O por microrganismos após ser descartado, sem causar poluição ao meio ambiente, e é reconhecido como um novo ecomaterial verde e sustentável no século XXI.
Aplicação de materiais TPU em cabos automotivos
Os materiais de poliuretano termoplástico (TPU) não só oferecem excelente desempenho, mas também são biodegradáveis (3-5 anos) e recicláveis. As propriedades sustentáveis e ecológicas dos materiais TPU oferecem uma nova opção para cabos automotivos, o que ajuda a reduzir o impacto no ambiente.
Desafios e perspectivas
Embora os cabos automotivos biodegradáveis e ecológicos apresentem muitas vantagens, sua aplicação enfrenta alguns desafios e limitações. Por exemplo, a velocidade e a eficácia da degradação são afetadas pelas condições ambientais, exigindo uma avaliação cuidadosa e seleção de cenários de aplicação. Ao mesmo tempo, o desempenho e a estabilidade dos materiais de isolamento degradáveis precisam ser continuamente melhorados e testados para garantir a sua confiabilidade e segurança. No futuro, à medida que a tecnologia continua a avançar e a consciência ambiental aumenta, espera-se que os cabos automóveis biodegradáveis e ecológicos desempenhem um papel mais importante na indústria automóvel, conduzindo toda a indústria numa direção mais amiga do ambiente e sustentável.
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principais produtos: cabos solares, cabos de armazenamento de bateria,cabos automotivos, Cabo de alimentação UL,
cabos de extensão fotovoltaicos, chicotes elétricos de sistemas de armazenamento de energia.
Horário da postagem: 30 de agosto de 2024