No campo dos veículos de novas energias (VE, PHEV, HEV), a escolha dos materiais para cabos de alta tensão é crucial para a segurança, durabilidade e desempenho do veículo. O polietileno reticulado (XLPE) e a borracha de silicone são dois dos materiais isolantes mais comuns, mas apresentam diferenças significativas em termos de desempenho em altas temperaturas, propriedades de isolamento, resistência mecânica e outros aspectos.
No geral, ambosXLPEA borracha de silicone e outros materiais são amplamente utilizados em cabos internos de automóveis. Então, qual material é mais adequado para cabos de alta tensão em veículos de novas energias?
Por que os cabos de alta tensão para veículos de novas energias exigem materiais isolantes de alto desempenho?
Os cabos de alta tensão em veículos de novas energias são usados principalmente para a bateria, o motor, o sistema de controle eletrônico e o sistema de carregamento, com tensões de operação que variam de 600V a 1500V, ou até mais.
Isso exige que os cabos tenham:
1) Excelente desempenho de isolamento para evitar falhas elétricas e garantir a segurança.
2) Excelente resistência a altas temperaturas para suportar ambientes operacionais severos e evitar a degradação do isolamento.
3) Alta resistência a esforços mecânicos, flexão, vibração e desgaste.
4) Boa resistência à corrosão química para se adaptar a ambientes complexos e prolongar a vida útil.
Atualmente, as camadas de isolamento dos cabos de alta tensão em veículos de novas energias utilizam principalmente XLPE ou borracha de silicone. A seguir, faremos uma comparação detalhada desses dois materiais.
Pela tabela, pode-se observar que o XLPE apresenta melhor desempenho em termos de resistência à tensão, resistência mecânica, resistência ao envelhecimento e controle de custos, enquanto a borracha de silicone tem vantagens em resistência a altas temperaturas e flexibilidade.
Por que o XLPE é o material preferido para cabos de alta tensão em veículos de novas energias?
1) Melhor desempenho de isolamento: O material isolante XLPE possui maior rigidez dielétrica (≥30kV/mm), o que o torna mais resistente a riscos de ruptura dielétrica em ambientes de alta tensão, em comparação com a borracha de silicone. Além disso, o material isolante XLPE apresenta baixa perda dielétrica, garantindo desempenho estável a longo prazo, tornando-o adequado para sistemas de energia de veículos de novas energias.
2) Melhores propriedades mecânicas: Durante a condução, as vibrações da carroceria do veículo podem impor tensões mecânicas aos cabos. O XLPE possui maior resistência à tração, melhor resistência ao desgaste e resistência superior a cortes, tornando-o mais adequado para uso a longo prazo e reduzindo os custos de manutenção em comparação com a borracha de silicone.
3) Melhor resistência ao envelhecimento: O material isolante XLPE possui excelente resistência ao envelhecimento por arborescência aquosa, garantindo que o cabo permaneça estável em ambientes de alta umidade e alto campo elétrico. Isso é crucial para veículos de novas energias, especialmente em aplicações de alta carga, como baterias de alta tensão e sistemas de carregamento rápido.
4) Flexibilidade moderada para atender aos requisitos de fiação: Comparado à borracha de silicone, o XLPE oferece flexibilidade moderada, equilibrando a flexibilidade da fiação e a resistência mecânica. Ele apresenta excelente desempenho em aplicações como chicotes elétricos de alta tensão em veículos, linhas de controle de motores e conexões de baterias.
5) Mais econômico: O XLPE é mais econômico que a borracha de silicone, permitindo a produção em massa. Tornou-se o principal material para cabos de alta tensão em veículos de novas energias.
Análise de Cenários de Aplicação: XLPE vs. Borracha de Silicone
O XLPE, com sua excelente resistência à tensão, resistência mecânica e vantagens de custo, é mais competitivo na aplicação de cabos de alta tensão para veículos de novas energias.
Com o avanço contínuo da tecnologia de veículos de novas energias, os materiais XLPE também estão sendo aprimorados para atender às crescentes demandas em diversos cenários de aplicação:
1) XLPE resistente a altas temperaturas (150℃-200℃): Adequado para sistemas de acionamento elétrico de alta eficiência de última geração.
2) Polietileno reticulado de baixa emissão de fumaça e livre de halogênios (LSZH): Atende aos padrões ambientais para veículos de novas energias.
3) Camada de blindagem otimizada: Aumenta a resistência à interferência eletromagnética (EMI) e melhora a compatibilidade eletromagnética (EMC) geral do veículo.
De modo geral, o XLPE ocupa uma posição dominante no setor de cabos de alta tensão para veículos de novas energias devido ao seu excelente desempenho de isolamento, resistência à tensão, resistência mecânica e vantagens de custo. Embora a borracha de silicone seja adequada para ambientes de temperatura extremamente alta, seu custo mais elevado a torna apropriada para necessidades especiais. Para cabos de alta tensão convencionais em veículos de novas energias, o XLPE é a melhor escolha e pode ser amplamente aplicado em áreas-chave, como chicotes de baterias, cabos de motores de alta tensão e cabos de carregamento rápido.
No contexto do rápido desenvolvimento da indústria de veículos de novas energias, as empresas devem considerar fatores como cenários de aplicação, requisitos de resistência à temperatura e orçamentos de custos ao selecionar materiais para cabos de alta tensão, a fim de garantir a segurança e a durabilidade dos cabos.
Data da publicação: 28/02/2025