En el sector de los vehículos de nuevas energías (VE, PHEV, HEV), la elección de los materiales para los cables de alta tensión es crucial para la seguridad, la durabilidad y el rendimiento del vehículo. El polietileno reticulado (XLPE) y el caucho de silicona son dos de los materiales de aislamiento más comunes, pero presentan diferencias significativas en cuanto a rendimiento a altas temperaturas, propiedades de aislamiento, resistencia mecánica, etc.
En general, ambosXLPEEl caucho de silicona se utiliza ampliamente en cables interiores de automóviles. Entonces, ¿qué material es más adecuado para cables de alta tensión en vehículos de nueva energía?
¿Por qué los cables de alto voltaje para vehículos de nueva energía requieren materiales de aislamiento de alto rendimiento?
Los cables de alto voltaje en los vehículos de nueva energía se utilizan principalmente para el paquete de baterías, el motor, el sistema de control electrónico y el sistema de carga, con voltajes de funcionamiento que varían de 600 V a 1500 V, o incluso más.
Esto requiere que los cables tengan:
1) Excelente rendimiento de aislamiento para evitar averías eléctricas y garantizar la seguridad.
2) Excelente resistencia a altas temperaturas para soportar entornos operativos hostiles y evitar la degradación del aislamiento.
3) Fuerte resistencia a tensiones mecánicas, flexión, vibración y desgaste.
4) Buena resistencia a la corrosión química para adaptarse a entornos complejos y prolongar la vida útil.
Actualmente, las capas de aislamiento de los cables de alta tensión en vehículos de nueva energía utilizan principalmente XLPE o caucho de silicona. A continuación, realizaremos una comparación detallada de estos dos materiales.
De la tabla se puede ver que el XLPE tiene un mejor desempeño en términos de resistencia al voltaje, resistencia mecánica, resistencia al envejecimiento y control de costos, mientras que el caucho de silicona tiene ventajas en resistencia a altas temperaturas y flexibilidad.
¿Por qué el XLPE es el material preferido para cables de alto voltaje en vehículos de nueva energía?
1) Mayor rendimiento de aislamiento:XLPETiene una mayor rigidez dieléctrica (≥30 kV/mm), lo que lo hace más resistente a los riesgos de averías eléctricas en entornos de alta tensión en comparación con el caucho de silicona. Además, el XLPE presenta una baja pérdida dieléctrica, lo que garantiza un rendimiento estable a largo plazo y lo hace adecuado para sistemas de energía de vehículos de nueva energía.
2) Mejores propiedades mecánicas: Durante la conducción, las vibraciones de la carrocería pueden someter los cables a tensiones mecánicas. El XLPE presenta mayor resistencia a la tracción, al desgaste y al corte, lo que lo hace más adecuado para un uso prolongado y reduce los costos de mantenimiento en comparación con el caucho de silicona.
3) Mayor resistencia al envejecimiento: El XLPE presenta una excelente resistencia al envejecimiento por arborización hídrica, lo que garantiza que el cable se mantenga estable en entornos con alta humedad y campos eléctricos intensos. Esto es crucial para los vehículos de nueva energía, especialmente en aplicaciones de alta carga, como baterías de alto voltaje y sistemas de carga rápida.
4) Flexibilidad moderada para cumplir con los requisitos de cableado: En comparación con el caucho de silicona, el XLPE ofrece una flexibilidad moderada, equilibrando la flexibilidad del cableado con la resistencia mecánica. Su rendimiento es excelente en aplicaciones como arneses de alta tensión en vehículos, líneas de control de motores y conexiones de baterías.
5) Mayor rentabilidad: El XLPE es más rentable que el caucho de silicona, lo que facilita la producción en masa. Se ha convertido en el material principal para cables de alta tensión en vehículos de nueva energía.
Análisis de escenarios de aplicación: XLPE vs. caucho de silicona
XLPE, con su excelente resistencia al voltaje, resistencia mecánica y ventajas de costo, es más competitivo en la aplicación de cables de alto voltaje para vehículos de nueva energía.
A medida que la tecnología de vehículos de nueva energía continúa avanzando, los materiales XLPE también se están actualizando para satisfacer mayores demandas en escenarios de aplicación:
1) XLPE resistente a altas temperaturas (150 ℃-200 ℃): adecuado para los sistemas de accionamiento eléctrico de alta eficiencia de próxima generación.
2) Polietileno reticulado sin halógenos y con baja emisión de humo (LSZH): Cumple con los estándares ambientales para vehículos de nueva energía.
3) Capa de protección optimizada: mejora la resistencia a la interferencia electromagnética (EMI) y mejora la compatibilidad electromagnética general (EMC) del vehículo.
En general, el XLPE ocupa una posición dominante en el sector de cables de alta tensión para vehículos de nueva energía gracias a su excelente aislamiento, resistencia a la tensión, resistencia mecánica y ventajas en cuanto a coste. Si bien el caucho de silicona es adecuado para entornos con temperaturas extremadamente altas, su mayor coste lo hace ideal para necesidades especiales. Para los cables de alta tensión convencionales en vehículos de nueva energía, el XLPE es la mejor opción y se aplica ampliamente en áreas clave como arneses de baterías, cables de motor de alta tensión y cables de carga rápida.
En el contexto del rápido desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía, las empresas deben considerar factores como los escenarios de aplicación, los requisitos de resistencia a la temperatura y los presupuestos de costos al seleccionar materiales de cables de alto voltaje para garantizar la seguridad y durabilidad de los cables.
Hora de publicación: 28 de febrero de 2025