ความสำคัญของวัสดุสายไฟแรงสูงในยานยนต์ไฟฟ้า

1. บทนำ

รถยนต์ไฟฟ้า (EV) กำลังพลิกโฉมการเดินทางของเรา มอบทางเลือกที่สะอาดกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ารถยนต์พลังงานน้ำมันแบบดั้งเดิม แต่เบื้องหลังความนุ่มนวลและการทำงานที่เงียบของรถยนต์ไฟฟ้านั้น มีองค์ประกอบสำคัญที่มักถูกมองข้าม—สายไฟแรงสูงสายไฟเหล่านี้ทำหน้าที่ส่งพลังงานระหว่างแบตเตอรี่ มอเตอร์ และส่วนประกอบไฟฟ้าต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นเส้นชีวิตของระบบพลังงานของรถยนต์

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้ามีความก้าวหน้ามากขึ้น ความต้องการระบบสายไฟแรงสูงก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย ความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความทนทานเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้การเลือกใช้วัสดุเป็นปัจจัยสำคัญ ดังนั้น วัสดุชนิดใดจึงเหมาะสมที่สุดสำหรับสายไฟแรงดันสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า? มาดูกันดีกว่า

2. ประเภทของวัสดุฉนวนสายไฟฟ้าแรงสูง

เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ต้องใช้สายไฟแรงสูงฉนวนด้วยวัสดุคุณภาพสูงที่ทนทานต่อความร้อน ความเครียดทางไฟฟ้า และสภาพแวดล้อม นี่คือวัสดุฉนวนที่นิยมใช้มากที่สุดในสายไฟแรงสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า:

2.1. โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

พีวีซีเคยถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากต้นทุนต่ำและคุณสมบัติเชิงกลที่ดีแปรรูปง่ายและมีความทนทานพอสมควร อย่างไรก็ตาม PVC มีข้อเสียที่สำคัญบางประการ:

• มันมีคลอรีนซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์
• มีคุณสมบัติทนความร้อนได้ไม่ดี ซึ่งอาจนำไปสู่การเสื่อมสภาพภายใต้อุณหภูมิสูงได้
• มันมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวและแตกร้าวตามกาลเวลา โดยเฉพาะในสภาวะที่รุนแรง

เนื่องจากปัญหาเหล่านี้ ผู้ผลิตหลายรายจึงเลิกใช้ PVC และหันมาใช้วัสดุขั้นสูงแทน

2.2. โพลีโอเลฟินแบบเชื่อมขวาง (XLPO)

XLPO เป็นหนึ่งในตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับสายไฟแรงดันสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า นี่คือเหตุผล:

• ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม:สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่เสื่อมสภาพ
• ความแข็งแรงเชิงกลที่ยอดเยี่ยม:ทนทานต่อการดัด ยืด และแรงกระแทก
• ความทนทาน:อายุการใช้งานยาวนานขึ้นเนื่องจากทนทานต่อการเสื่อมสภาพและการสึกหรอ
• ความเสถียรทางเคมี:ทนทานต่อการกัดกร่อนและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ข้อเสียประการหนึ่งคือความต้านทานเปลวไฟค่อนข้างอ่อนแต่สารหน่วงไฟ XLPO ที่ปราศจากฮาโลเจนมักถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหานี้ ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม XLPO จึงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับสายไฟแรงสูงในรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน

2.3. เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE)

TPE เป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นและง่ายต่อการแปรรูป ผสมผสานคุณสมบัติของยางและพลาสติกเข้าด้วยกัน มีคุณสมบัติดังนี้:

• ความยืดหยุ่นที่ดีที่อุณหภูมิปกติ
• ความสามารถในการขึ้นรูปทำให้สามารถขึ้นรูปเป็นโครงสร้างลวดต่างๆ ได้ง่าย

อย่างไรก็ตามมันมีจุดอ่อนอยู่บ้าง:

• ความต้านทานการสึกหรอต่ำเมื่อเทียบกับ XLPO
• ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงต่ำกว่าทำให้ไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อม EV ที่มีความต้องการสูง

เนื่องจากข้อจำกัดเหล่านี้ TPE จึงไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการเดินสายไฟฟ้าแรงสูง แต่ยังคงใช้ในแอปพลิเคชันบางประเภท

3. มาตรฐานสายไฟแรงสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

เพื่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ สายไฟฟ้าแรงสูงในรถยนต์ไฟฟ้าต้องเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เข้มงวด ต่อไปนี้คือมาตรฐานสำคัญบางส่วนที่ใช้ทั่วโลก:

มาตรฐานสากล:

• มาตรฐาน IEC:ครอบคลุมคุณสมบัติทางไฟฟ้า เครื่องกล และความร้อน
• มาตรฐาน ISO:
  • ใบรับรอง ISO 19642: เน้นสายเคเบิลของยานพาหนะบนท้องถนน
  • ISO 6722:ครอบคลุมสายเคเบิลแรงดันต่ำแต่บางครั้งก็มีการอ้างอิงในแอปพลิเคชัน EV

มาตรฐานแห่งชาติจีน:

• คิวซี/ที 1037:ควบคุมสายไฟฟ้าแรงสูงสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
• CQC 1122: เน้นสายชาร์จ EV

การรับรองอื่นๆ:

• LV216:มาตรฐานสายเคเบิลยานยนต์เยอรมัน
• เดครา เค179:ทดสอบความทนไฟและความปลอดภัยจากอัคคีภัย

4. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ

สายไฟแรงสูงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดหลายประการเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า มาดูปัจจัยสำคัญด้านประสิทธิภาพกัน:

4.1. ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า

• รองรับแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่:ระบบไฟฟ้าแรงสูงของรถยนต์ไฟฟ้าโดยทั่วไปทำงานที่400V ถึง 800Vต้องใช้สายเคเบิลด้วยฉนวนกันความร้อนดีเยี่ยม.
• ป้องกันไฟฟ้ารั่ว: ฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดีอาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานหรือแม้กระทั่งไฟฟ้าลัดวงจรที่เป็นอันตราย.
• ทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูง:เมื่อแรงดันไฟแบตเตอรี่ EV เพิ่มขึ้น สายไฟจะต้องทนทานต่อความเสียหายทางไฟฟ้า

4.2. สมรรถภาพทางกาย

• ทนความร้อน: ในระหว่างการชาร์จเร็วหรือการขับขี่ด้วยความเร็วสูงสายเคเบิลจะต้องทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ละลายหรือเสื่อมสภาพ
• ความต้านทานความเย็น: ในสภาพอากาศหนาวเย็นฉนวนจะต้องมีความยืดหยุ่นและไม่เปราะบาง
• ความยืดหยุ่น:สายเคเบิลจะต้องโค้งงอและเดินสายได้ง่ายในระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน
• ความแข็งแรงเชิงกล: สายไฟต้องทนทานการสั่นสะเทือน แรงกระแทก และการยืดโดยไม่เกิดการเสียหายหรือสูญเสียประสิทธิภาพ

4.3. ประสิทธิภาพทางเคมี

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

5. แนวโน้มและนวัตกรรมในอนาคต

การพัฒนาของรุ่นต่อไปวัสดุสายไฟฟ้าแรงสูงเป็นกระบวนการที่ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต:

• ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น: เช่นแรงดันไฟแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น, สายเคเบิลต้องรองรับระดับพลังงานที่สูงขึ้น.
• ทนความร้อนได้ดีขึ้น:วัสดุใหม่จะรับมือกับอุณหภูมิที่รุนแรงดีกว่า XLPO ในปัจจุบันเสียอีก
• ความยั่งยืน:อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนไปสู่วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่ช่วยลดมลพิษและเพิ่มความสามารถในการรีไซเคิล
• ปรับปรุงความปลอดภัยจากอัคคีภัย:สูตรฉนวนใหม่จะนำเสนอทนไฟได้ดีขึ้นปราศจากสารเคมีที่เป็นพิษ
• การผลิตขั้นสูง: นวัตกรรมในเทคนิคการอัดรีดและการแปรรูปจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสายเคเบิลพร้อมลดต้นทุนการผลิต

บทสรุป

สายไฟฟ้าแรงสูงเป็นส่วนประกอบสำคัญแต่มักถูกมองข้ามของรถยนต์ไฟฟ้า การเลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความทนทานซึ่งมีส่วนช่วยสร้างความน่าเชื่อถือโดยรวมของรถยนต์ไฟฟ้า เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้น เราสามารถคาดหวังได้ว่าวัสดุที่ดีกว่าที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในขณะยั่งยืนมากขึ้นอนาคตของสายไฟ EV มีความสดใส และนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องจะช่วยขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไปข้างหน้า!

วินพาวเวอร์วัสดุสายไฟฟ้าแรงสูงสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าครอบคลุมอุณหภูมิได้หลายระดับตั้งแต่ 105°C ถึง 150°C ในการใช้งานจริง ลวดชนิดนี้มีคุณสมบัติทนความร้อน ฉนวนไฟฟ้า ปกป้องสิ่งแวดล้อม และคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม มอบการรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานที่มั่นคงของยานยนต์ ขณะเดียวกัน ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ลวดชนิดนี้ยังช่วยแก้ไขข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพของวัสดุแบบดั้งเดิมในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เสริมความแข็งแกร่งให้กับการใช้งานยานยนต์ไฟฟ้าอย่างปลอดภัยภายใต้สภาวะการทำงานพิเศษ