ความสำคัญของวัสดุสายไฟฟ้าแรงสูงในยานพาหนะไฟฟ้า

1. บทนำ

รถยนต์ไฟฟ้า (EV) กำลังเปลี่ยนแปลงรูปแบบการเดินทางของเรา โดยนำเสนอทางเลือกที่สะอาดกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ารถยนต์พลังงานน้ำมันแบบดั้งเดิม แต่เบื้องหลังการเร่งความเร็วที่ราบรื่นและการทำงานที่เงียบของรถยนต์ไฟฟ้ามีองค์ประกอบสำคัญที่มักถูกมองข้ามสายไฟแรงสูงสายไฟเหล่านี้ทำหน้าที่ส่งกระแสไฟฟ้าระหว่างแบตเตอรี่ มอเตอร์ และส่วนประกอบไฟฟ้าต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นเส้นชีวิตของระบบพลังงานของรถยนต์

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้ามีการพัฒนามากขึ้น ความต้องการระบบสายไฟแรงสูงก็เพิ่มมากขึ้นเช่นกัน ความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความทนทานเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้การเลือกใช้วัสดุเป็นปัจจัยสำคัญ ดังนั้น วัสดุใดจึงเหมาะที่สุดสำหรับสายไฟแรงดันสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า มาดูกัน

2. ประเภทของวัสดุฉนวนสายไฟฟ้าแรงสูง

เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ จะต้องติดตั้งสายไฟฟ้าแรงสูงฉนวนด้วยวัสดุคุณภาพสูงที่ทนทานต่อความร้อน ความเครียดจากไฟฟ้า และความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม นี่คือวัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไปในสายไฟแรงดันสูงของรถยนต์ไฟฟ้า:

2.1. โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

พีวีซีเคยถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากต้นทุนต่ำและคุณสมบัติเชิงกลที่ดี. ง่ายต่อการประมวลผลและมีความทนทานพอสมควร อย่างไรก็ตาม พีวีซีมีข้อเสียที่สำคัญบางประการ:

• มันมีคลอรีนซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์
• ทนทานความร้อนได้ไม่ดีจึงอาจเสื่อมสภาพภายใต้อุณหภูมิสูงได้
• มันมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวและแตกร้าวตามกาลเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่รุนแรง

เนื่องจากปัญหาเหล่านี้ ผู้ผลิตหลายรายจึงเลิกใช้ PVC และหันมาใช้วัสดุขั้นสูงแทน

2.2. โพลีโอเลฟินแบบเชื่อมขวาง (XLPO)

XLPO เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสายไฟ EV แรงดันสูง นี่คือเหตุผล:

• ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม:สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่เสื่อมสภาพ
• ความแข็งแรงเชิงกลที่ยอดเยี่ยม:ทนทานต่อการดัด ยืด และแรงกระแทก
• ความทนทาน:อายุการใช้งานยาวนานขึ้นเนื่องจากทนทานต่อการเสื่อมสภาพและการสึกหรอ
• ความเสถียรทางเคมี:ทนทานต่อการกัดกร่อน และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ข้อเสียประการหนึ่งคือความต้านทานเปลวไฟค่อนข้างอ่อนแอแต่สารหน่วงไฟ XLPO ที่ปราศจากฮาโลเจนมักใช้เพื่อแก้ปัญหานี้ เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่ง XLPO จึงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับสายไฟแรงดันสูงของรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน

2.3. เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE)

TPE เป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นและแปรรูปง่ายซึ่งผสมผสานคุณสมบัติของยางและพลาสติกเข้าด้วยกัน มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความยืดหยุ่นที่ดีที่อุณหภูมิปกติ
• ความสามารถในการขึ้นรูปทำให้สามารถนำไปขึ้นรูปเป็นโครงสร้างลวดต่างๆ ได้ง่าย

อย่างไรก็ตาม มันมีจุดอ่อนอยู่บ้าง:

• ความทนทานต่อการสึกหรอต่ำเมื่อเทียบกับ XLPO
• ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงต่ำกว่าทำให้ไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อม EV ที่มีความต้องการสูง

เนื่องจากข้อจำกัดเหล่านี้ TPE จึงไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการเดินสายไฟฟ้าแรงสูง แต่ยังคงใช้ในแอปพลิเคชันบางประเภท

3. มาตรฐานสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า

เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ สายไฟแรงสูงในรถยนต์ไฟฟ้าจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เข้มงวด ต่อไปนี้คือมาตรฐานสำคัญบางส่วนที่ใช้ทั่วโลก:

มาตรฐานสากล:

• มาตรฐาน IEC:ครอบคลุมคุณสมบัติทางไฟฟ้า กลไก และความร้อน
• มาตรฐาน ISO:
  • ใบรับรองมาตรฐาน ISO 19642:เน้นไปที่สายเคเบิลของยานพาหนะบนท้องถนน
  • ตามมาตรฐาน ISO 6722:ครอบคลุมสายเคเบิลแรงดันต่ำ แต่บางครั้งก็มีการอ้างอิงในแอพพลิเคชั่น EV

มาตรฐานแห่งชาติจีน:

• การควบคุมคุณภาพ/ท 1037:ควบคุมสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
• ซีคิวซี 1122:เน้นสายชาร์จ EV

ใบรับรองอื่นๆ:

• LV216:มาตรฐานสายเคเบิลยานยนต์เยอรมัน
• เดครา K179:ทดสอบความทนไฟและความปลอดภัยจากอัคคีภัย

4. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ

สายไฟแรงสูงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดหลายประการเพื่อให้มั่นใจว่า EV ทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ มาดูปัจจัยด้านประสิทธิภาพหลักกัน:

4.1. ประสิทธิภาพการทำงานทางไฟฟ้า

• รองรับแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่:ระบบไฟฟ้าแรงสูงของ EV มักจะทำงานที่400V ถึง 800V, ต้องใช้สายเคเบิลด้วยฉนวนกันความร้อนดีเยี่ยม.
• ป้องกันไฟฟ้ารั่ว: การป้องกันความร้อนที่ไม่ดีอาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานหรือแม้กระทั่งไฟฟ้าลัดวงจรที่เป็นอันตราย.
• ทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูง:เมื่อแรงดันไฟแบตเตอรี่ EV เพิ่มขึ้น สายไฟจะต้องทนทานต่อการสลายตัวทางไฟฟ้า

4.2. สมรรถภาพทางกาย

• ทนความร้อน: ในระหว่างการชาร์จเร็วหรือการขับขี่ด้วยความเร็วสูงสายเคเบิลจะต้องทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ละลายหรือเสื่อมสภาพ
• ความต้านทานความเย็น: ในสภาพเยือกแข็งฉนวนจะต้องมีความยืดหยุ่นและไม่เปราะบาง
• ความยืดหยุ่น:สายเคเบิลจะต้องโค้งงอและเดินสายได้ง่ายในระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน
• ความแข็งแรงทางกล:สายไฟต้องทนทานการสั่นสะเทือน แรงกระแทก และการยืดโดยไม่ทำให้เกิดการเสียหายหรือเสียประสิทธิภาพ

4.3. ประสิทธิภาพทางเคมี

• ความต้านทานต่อน้ำมันและของเหลว:ต้องทนต่อการสัมผัสน้ำมันหล่อลื่น อิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่ และของเหลวยานยนต์อื่นๆ.
• ความต้านทานการกัดกร่อน: ป้องกันความเสียหายจากสารเคมีและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.

5. แนวโน้มและนวัตกรรมในอนาคต

การพัฒนาของรุ่นต่อไปวัสดุสายไฟฟ้าแรงสูงเป็นกระบวนการที่ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต:

• ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น: เช่นแรงดันแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น, สายเคเบิลจะต้องรองรับระดับพลังที่สูงขึ้นไปอีก.
• ทนความร้อนได้ดีขึ้น: วัสดุใหม่จะรับมือกับอุณหภูมิที่รุนแรงดีกว่า XLPO ในปัจจุบันเสียอีก
• ความยั่งยืน:อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนไปสู่วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่ช่วยลดมลพิษและปรับปรุงการรีไซเคิล
• ปรับปรุงความปลอดภัยจากอัคคีภัย:สูตรฉนวนใหม่จะนำเสนอทนไฟได้ดีขึ้นไร้สารเคมีอันเป็นพิษ
• การผลิตขั้นสูง: นวัตกรรมในเทคนิคการอัดรีดและการแปรรูปจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสายเคเบิลพร้อมลดต้นทุนการผลิต

บทสรุป

สายไฟแรงสูงเป็นส่วนสำคัญแต่ถูกมองข้ามบ่อยครั้งในรถยนต์ไฟฟ้า การเลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสมจะช่วยให้แน่ใจได้ว่าความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความทนทานซึ่งช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้ามีความน่าเชื่อถือโดยรวม เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้น เราก็คาดหวังได้ว่าวัสดุที่ดียิ่งขึ้นที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในขณะเดียวกันยั่งยืนมากขึ้นอนาคตของสายไฟ EV มีความสดใส และนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องจะช่วยขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไปข้างหน้า!

วินพาวเวอร์วัสดุสายไฟฟ้าแรงสูงสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าครอบคลุมอุณหภูมิหลายระดับตั้งแต่ 105℃ ถึง 150℃ ในการใช้งานจริง พวกมันแสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อความร้อน ฉนวนไฟฟ้า การปกป้องสิ่งแวดล้อมและคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม ซึ่งให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานที่เสถียรของยานพาหนะ ในเวลาเดียวกัน ด้วยข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม พวกมันแก้ไขข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพของวัสดุแบบดั้งเดิมในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการทำงานที่ปลอดภัยของยานพาหนะไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขการทำงานพิเศษ