Nel settore dei veicoli a nuova energia (EV, PHEV, HEV), la scelta dei materiali per i cavi ad alta tensione è fondamentale per la sicurezza, la durata e le prestazioni del veicolo. Il polietilene reticolato (XLPE) e la gomma siliconica sono due dei materiali isolanti più comuni, ma presentano differenze significative in termini di prestazioni ad alta temperatura, proprietà isolanti, resistenza meccanica e altro ancora.
Nel complesso, entrambiXLPEe la gomma siliconica sono ampiamente utilizzati nei cavi interni delle automobili. Quindi, quale materiale è più adatto per i cavi ad alta tensione nei veicoli a energia rinnovabile?
Perché i cavi ad alta tensione per i veicoli alimentati a nuova energia richiedono materiali isolanti ad alte prestazioni?
Nei veicoli alimentati a nuova energia, i cavi ad alta tensione vengono utilizzati principalmente per il pacco batteria, il motore, il sistema di controllo elettronico e il sistema di ricarica, con tensioni di esercizio che vanno da 600 V a 1500 V, o anche superiori.
Ciò richiede che i cavi abbiano:
1) Eccellenti prestazioni di isolamento per prevenire guasti elettrici e garantire la sicurezza.
2) Eccezionale resistenza alle alte temperature per sopportare ambienti operativi difficili e prevenire il degrado dell'isolamento.
3) Elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche, alla flessione, alle vibrazioni e all'usura.
4) Buona resistenza alla corrosione chimica per adattarsi ad ambienti complessi e prolungare la durata utile.
Attualmente, gli strati isolanti dei cavi ad alta tensione nei veicoli a nuova energia utilizzano principalmente XLPE o gomma siliconica. Di seguito, faremo un confronto dettagliato tra questi due materiali.
Dalla tabella si può notare che l'XLPE offre prestazioni migliori in termini di resistenza alla tensione, resistenza meccanica, resistenza all'invecchiamento e controllo dei costi, mentre la gomma siliconica presenta vantaggi in termini di resistenza alle alte temperature e flessibilità.
Perché l'XLPE è il materiale preferito per i cavi ad alta tensione nei veicoli a nuova energia?
1) Prestazioni di isolamento più elevate: il materiale isolante XLPE ha una maggiore rigidità dielettrica (≥30 kV/mm), che lo rende più resistente ai rischi di guasti elettrici in ambienti ad alta tensione rispetto alla gomma siliconica. Inoltre, il materiale isolante XLPE ha una bassa perdita dielettrica, garantendo prestazioni stabili a lungo termine, rendendolo adatto ai sistemi di alimentazione dei veicoli a nuova energia.
2) Migliori proprietà meccaniche: durante la guida, le vibrazioni della carrozzeria del veicolo possono esercitare sollecitazioni meccaniche sui cavi. L'XLPE ha una maggiore resistenza alla trazione, una migliore resistenza all'usura e una resistenza al taglio superiore, il che lo rende più adatto all'uso a lungo termine e riduce i costi di manutenzione rispetto alla gomma siliconica.
3) Migliore resistenza all'invecchiamento: il materiale isolante XLPE ha un'eccellente resistenza all'invecchiamento causato dall'acqua, garantendo la stabilità del cavo in ambienti con elevata umidità e campi elettrici elevati. Questo è fondamentale per i veicoli a nuova energia, soprattutto in applicazioni ad alto carico come pacchi batteria ad alta tensione e sistemi di ricarica rapida.
4) Flessibilità moderata per soddisfare i requisiti di cablaggio: rispetto alla gomma siliconica, l'XLPE offre una flessibilità moderata, bilanciando flessibilità di cablaggio e resistenza meccanica. Offre prestazioni eccellenti in applicazioni come cablaggi ad alta tensione per veicoli, linee di controllo motore e connessioni di pacchi batteria.
5) Più conveniente: l'XLPE è più conveniente della gomma siliconica, il che ne favorisce la produzione di massa. È diventato il materiale più diffuso per i cavi ad alta tensione nei veicoli a nuova energia.
Analisi dello scenario applicativo: XLPE vs gomma siliconica
L'XLPE, grazie alla sua eccellente resistenza alla tensione, alla resistenza meccanica e ai vantaggi in termini di costi, è più competitivo nell'applicazione di cavi ad alta tensione per veicoli a nuova energia.
Con il continuo progresso della tecnologia dei veicoli a nuova energia, anche i materiali XLPE vengono aggiornati per soddisfare le esigenze più elevate negli scenari applicativi:
1) XLPE resistente alle alte temperature (150℃-200℃): adatto per i sistemi di azionamento elettrico ad alta efficienza di nuova generazione.
2) Polietilene reticolato a bassa emissione di fumi e zero alogeni (LSZH): conforme agli standard ambientali per i veicoli a nuova energia.
3) Strato di schermatura ottimizzato: migliora la resistenza alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e migliora la compatibilità elettromagnetica (EMC) complessiva del veicolo.
Nel complesso, l'XLPE occupa una posizione dominante nel settore dei cavi ad alta tensione per veicoli a nuova energia grazie alle sue eccellenti prestazioni di isolamento, alla resistenza alla tensione, alla resistenza meccanica e ai vantaggi in termini di costi. Sebbene la gomma siliconica sia adatta ad ambienti con temperature estremamente elevate, il suo costo più elevato la rende adatta anche a esigenze specifiche. Per i cavi ad alta tensione più diffusi nei veicoli a nuova energia, l'XLPE è la scelta migliore e può essere ampiamente utilizzato in settori chiave come cablaggi di batterie, cavi motore ad alta tensione e cavi per la ricarica rapida.
Nel contesto del rapido sviluppo del settore dei veicoli a nuova energia, le aziende dovrebbero considerare fattori quali scenari applicativi, requisiti di resistenza alla temperatura e budget di spesa quando selezionano i materiali dei cavi ad alta tensione per garantire la sicurezza e la durata dei cavi.
Data di pubblicazione: 28 febbraio 2025