Le rôle des céramiques avancées dans l'application des véhicules à énergie nouvelle

Avec le développement rapide de l’industrie des véhicules à énergies nouvelles, la transformation électrique des constructeurs automobiles est devenue la tendance dominante. Les composants traditionnels des véhicules à carburant sont progressivement remplacés par des produits-hautes performances adaptés aux nouvelles conditions énergétiques. Les céramiques avancées, en raison de leur excellente isolation, de leur résistance aux températures élevées, de leur résistance à l'usure et de leurs propriétés de résistance élevées, jouent un rôle important dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle et deviennent le support matériel de base pour les composants clés. Leurs applications associées sont étroitement liées à la mise à niveau technologique des composants en céramique métallisée.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La technologie de contrôle électrique est l’indicateur principal pour mesurer le niveau de développement des véhicules à énergie nouvelle. Les relais céramiques CC haute tension-, en tant que composant central du système de contrôle électrique, jouent un rôle crucial. Les relais traditionnels sont limités par la technologie de fabrication et peuvent rencontrer des problèmes tels qu'une défaillance d'adhérence des contacts ou un arc grillé lors de la connexion de charges inductives à haute -tension CC ou à faible-facteur de puissance. Cependant, les nouveaux relais à vide CC haute tension résolvent efficacement ce problème.

 

Ce relais utilise une cavité sous vide scellée par du métal et de la céramique, s'appuyant sur le processus Céramique sur Métal pour obtenir une combinaison étroite de composants en céramique et en métal. L'isolant en céramique est connecté de manière coulissante entre le composant de contact mobile et la tige de poussée, garantissant que les contacts mobiles et statiques peuvent maintenir une bonne isolation électrique dans les états conducteur et déconnecté, garantissant ainsi la capacité d'extinction d'arc du relais lors de la commutation de charges CC haute tension -. Les arcs sont la principale cause de combustion spontanée des véhicules, et les excellentes propriétés d'isolation de la céramique sont le principal support pour obtenir une connexion et une déconnexion « sans arc-. La structure centrale de la coque en céramique est composée à 95 % de céramique d'alumine, ce qui constitue une application importante du boîtier en céramique métallisée pour les semi-conducteurs de puissance.

Le système de contrôle électronique est un élément clé des véhicules à énergies nouvelles. Le module IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), en tant que « système nerveux central », constitue la partie centrale des véhicules à énergie nouvelle et des systèmes d'entraînement de pieux de chargement, représentant 40 à 50 % du coût total du contrôleur.

 

Et la carte céramique cuivrée-est le matériau d'emballage clé du module IGBT. Le panneau recouvert de cuivre en céramique-adopte une structure composite "sandwich" en cuivre-céramique-cuivre, combinant une isolation élevée, une résistance mécanique élevée, une excellente dissipation thermique et des caractéristiques de dilatation thermique correspondantes de la céramique, ainsi que la capacité de transport de courant élevé-, d'excellentes performances de liaison par soudage et une conductivité thermique élevée du cuivre sans oxygène-. Actuellement, les cartes céramiques recouvertes de cuivre-sont classées en trois types en fonction des matériaux céramiques : l'alumine, le nitrure d'aluminium et le nitrure de silicium.

 

Parmi eux, le panneau recouvert de cuivre et de nitrure de silicium-offre les meilleures performances, avec une résistance élevée et une conductivité thermique élevée. Associé à la technologie de soudage actif des métaux, sa fiabilité a été considérablement améliorée, ce qui en fait le matériau privilégié pour le conditionnement de modules IGBT haute-tension et haute-puissance, particulièrement adapté aux exigences élevées des véhicules à énergies nouvelles en matière de fiabilité et de miniaturisation. Le panneau recouvert de cuivre et de céramique d'alumine - est fabriqué à base de céramique métallisée d'alumine et possède des propriétés de base d'isolation et de dissipation thermique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les contacteurs haute tension en céramique-sont largement utilisés dans la commande d'interrupteurs d'alimentation, la protection des circuits des véhicules à énergie nouvelle, ainsi que dans les piles de charge, l'alimentation de la batterie, le convertisseur de fréquence variable, la précharge-de condensateur et d'autres systèmes de commande électrique associés. Le noyau technique réside dans l'utilisation du brasage sous vide pour souder la céramique et l'alliage de carbure afin de former une cavité étanche. La cavité interne est remplie d'un mélange gazeux d'hydrogène à refroidissement rapide pour obtenir une extinction d'arc de courte durée-.

 

Étant donné que la combustion de l’arc provoque la dilatation du gaz interne encapsulé sous l’effet de la chaleur, il exerce une tension sur la tête du joint de soudage. La résistance de la tête de joint de soudage revêt donc une importance cruciale. La structure d'encapsulation de la céramique et de l'alliage Kovar est le facteur clé affectant la résistance des joints. Actuellement, deux formes d’encapsulation courantes, à savoir le scellement plat et le scellement vertical, sont largement utilisées. Le boîtier en céramique du contacteur HVDC principal s'appuie sur les caractéristiques des composants en céramique métallisés à haute résistance pour garantir la résistance structurelle et les performances d'étanchéité de la zone encapsulée.

Les véhicules à énergie nouvelle ont des exigences de performances beaucoup plus élevées pour les roulements de moteur que les véhicules traditionnels. Les roulements de moteur doivent être adaptés à des vitesses élevées, à des champs magnétiques puissants et à des conditions d'usure faibles. Les exigences spécifiques incluent une densité plus faible, une résistance à l'usure plus forte, une bonne isolation pour réduire la corrosion électrique causée par la décharge des roulements et des surfaces de billes de roulement plus lisses pour réduire l'usure.

 

Les billes en céramique, avec leur faible densité, leur dureté élevée, leur résistance au frottement et leurs excellentes propriétés isolantes, sont devenues le matériau idéal pour ces conditions de travail. Ils jouent un rôle irremplaçable dans les champs à haute -température, magnétiques puissants et à vide élevé- et sont devenus la tendance en matière d'application pour les roulements de moteur dans les véhicules à énergie nouvelle. Les composants centraux des roulements à billes en céramique sont traités à l'aide de céramiques métallisées de précision, répondant aux exigences de haute -performance des moteurs de véhicules à énergie nouvelle. Leurs excellentes propriétés de résistance à l’usure et d’isolation améliorent efficacement la stabilité et la durée de vie du moteur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans l’ensemble, l’application des céramiques avancées dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle se concentre principalement sur des sections essentielles telles que le système de commande électronique et le système d’entraînement. S'appuyant sur ses caractéristiques matérielles uniques, il a résolu les défauts de performances des matériaux métalliques traditionnels dans des conditions de haute-pression, haute-température et de champ magnétique puissant. À mesure que les véhicules à énergie nouvelle évoluent vers une haute tension, un poids léger et une fiabilité élevée,métallisation céramiquela technologie continue d'être optimisée et les céramiques avancées élargiront encore leurs scénarios d'application, favorisant l'amélioration des performances des composants associés et fournissant un support matériel important pour le développement de haute-qualité de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle.