Trong lĩnh vực Xe năng lượng mới (EV, PHEV, HEV), việc lựa chọn vật liệu cho cáp điện áp cao đóng vai trò quan trọng đối với sự an toàn, độ bền và hiệu suất của xe. Polyetylen liên kết ngang (XLPE) và cao su silicon là hai trong số những vật liệu cách điện phổ biến nhất, nhưng chúng có sự khác biệt đáng kể về hiệu suất nhiệt độ cao, tính chất cách điện, độ bền cơ học, v.v.
Nhìn chung, cả haiXLPEvà cao su silicon được sử dụng rộng rãi trong cáp nội thất ô tô. Vậy, vật liệu nào phù hợp hơn cho cáp điện áp cao trong xe năng lượng mới?
Tại sao cáp điện cao thế cho xe năng lượng mới cần vật liệu cách điện hiệu suất cao?
Cáp điện áp cao trong xe năng lượng mới chủ yếu được sử dụng cho bộ pin, động cơ, hệ thống điều khiển điện tử và hệ thống sạc, với điện áp hoạt động từ 600V đến 1500V hoặc thậm chí cao hơn.
Điều này đòi hỏi cáp phải có:
1) Hiệu suất cách điện tuyệt vời để ngăn ngừa sự cố điện và đảm bảo an toàn.
2) Khả năng chịu nhiệt độ cao vượt trội để chịu được môi trường hoạt động khắc nghiệt và ngăn ngừa sự suy giảm khả năng cách điện.
3) Khả năng chống chịu ứng suất cơ học, uốn cong, rung động và mài mòn tốt.
4) Khả năng chống ăn mòn hóa học tốt để thích ứng với môi trường phức tạp và kéo dài tuổi thọ.
Hiện nay, lớp cách điện của cáp điện cao thế trong xe năng lượng mới chủ yếu sử dụng XLPE hoặc cao su silicon. Dưới đây, chúng tôi sẽ so sánh chi tiết hai vật liệu này.
Từ bảng, có thể thấy rằng XLPE hoạt động tốt hơn về khả năng chịu điện áp, độ bền cơ học, khả năng chống lão hóa và kiểm soát chi phí, trong khi cao su silicon có ưu điểm về khả năng chịu nhiệt độ cao và tính linh hoạt.
Tại sao XLPE là vật liệu được ưa chuộng cho cáp điện cao thế trong xe năng lượng mới?
1) Hiệu suất cách nhiệt tốt hơn:XLPEcó độ bền điện môi cao hơn (≥30kV/mm), giúp chống lại rủi ro sự cố điện trong môi trường điện áp cao tốt hơn so với cao su silicon. Ngoài ra, XLPE có tổn thất điện môi thấp, đảm bảo hiệu suất ổn định lâu dài, phù hợp với hệ thống điện của xe năng lượng mới.
2) Tính chất cơ học tốt hơn: Trong quá trình lái xe, rung động từ thân xe có thể gây ra ứng suất cơ học lên cáp. XLPE có độ bền kéo cao hơn, khả năng chống mài mòn tốt hơn và khả năng chống cắt vượt trội, khiến nó phù hợp hơn để sử dụng lâu dài và giảm chi phí bảo trì so với cao su silicon.
3) Khả năng chống lão hóa tốt hơn: XLPE có khả năng chống lão hóa cây nước tuyệt vời, đảm bảo cáp vẫn ổn định trong môi trường độ ẩm cao và điện trường cao. Điều này rất quan trọng đối với các phương tiện năng lượng mới, đặc biệt là trong các ứng dụng tải trọng cao như bộ pin điện áp cao và hệ thống sạc nhanh.
4) Độ linh hoạt vừa phải để đáp ứng yêu cầu về hệ thống dây điện: So với cao su silicon, XLPE có độ linh hoạt vừa phải, cân bằng giữa độ linh hoạt của hệ thống dây điện và độ bền cơ học. Nó hoạt động tuyệt vời trong các ứng dụng như dây điện cao thế trong xe, đường dây điều khiển động cơ và kết nối bộ pin.
5) Tiết kiệm chi phí hơn: XLPE tiết kiệm chi phí hơn cao su silicon, hỗ trợ sản xuất hàng loạt. Nó đã trở thành vật liệu chính cho cáp điện áp cao trong xe năng lượng mới.
Phân tích tình huống ứng dụng: XLPE so với cao su silicon
XLPE, với khả năng chịu điện áp tuyệt vời, độ bền cơ học và lợi thế về chi phí, có tính cạnh tranh cao hơn trong việc ứng dụng cáp cao thế cho xe năng lượng mới.
Khi công nghệ xe năng lượng mới tiếp tục phát triển, vật liệu XLPE cũng đang được nâng cấp để đáp ứng nhu cầu cao hơn trong các tình huống ứng dụng:
1) XLPE chịu nhiệt độ cao (150℃-200℃): Thích hợp cho hệ thống truyền động điện hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
2) Polyethylene liên kết ngang không halogen, ít khói (LSZH): Tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường đối với xe sử dụng năng lượng mới.
3) Lớp che chắn được tối ưu hóa: Tăng cường khả năng chống nhiễu điện từ (EMI) và cải thiện khả năng tương thích điện từ (EMC) tổng thể của xe.
Nhìn chung, XLPE chiếm vị trí thống lĩnh trong lĩnh vực cáp điện cao thế dành cho xe năng lượng mới do hiệu suất cách điện, khả năng chịu điện áp, độ bền cơ học và lợi thế về chi phí tuyệt vời. Trong khi cao su silicon phù hợp với môi trường nhiệt độ cực cao, thì chi phí cao hơn khiến nó phù hợp với các nhu cầu đặc biệt. Đối với cáp điện cao thế thông dụng trong xe năng lượng mới, XLPE là lựa chọn tốt nhất và có thể được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực chính như dây nịt pin, cáp động cơ điện cao thế và cáp sạc nhanh.
Trong bối cảnh ngành công nghiệp xe năng lượng mới phát triển nhanh chóng, các công ty nên cân nhắc các yếu tố như tình huống ứng dụng, yêu cầu về khả năng chịu nhiệt và ngân sách chi phí khi lựa chọn vật liệu cáp cao thế để đảm bảo tính an toàn và độ bền của cáp.
Thời gian đăng: 28-02-2025