ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ (EV, PHEV, HEV) การเลือกใช้วัสดุสำหรับสายไฟแรงสูงถือเป็นสิ่งสำคัญต่อความปลอดภัย ความทนทาน และสมรรถนะของยานยนต์ โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง (XLPE) และยางซิลิโคนเป็นวัสดุฉนวนสองชนิดที่พบได้ทั่วไป แต่ทั้งสองชนิดมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง คุณสมบัติของฉนวน ความแข็งแรงเชิงกล และอื่นๆ
โดยรวมแล้วทั้งสองเอ็กแอลพีอีและยางซิลิโคนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสายไฟภายในรถยนต์ แล้ววัสดุชนิดใดจึงเหมาะสมกว่าสำหรับสายไฟแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่?
เหตุใดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่จึงต้องใช้วัสดุฉนวนประสิทธิภาพสูง
สายไฟแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่ส่วนใหญ่ใช้สำหรับชุดแบตเตอรี่ มอเตอร์ ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และระบบการชาร์จ โดยมีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานตั้งแต่ 600V ถึง 1,500V หรือสูงกว่านั้น
สิ่งนี้ต้องใช้สายเคเบิลที่มี:
1) ประสิทธิภาพการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรที่ดีเยี่ยมเพื่อป้องกันไฟฟ้าขัดข้องและเพื่อความปลอดภัย
2) ทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม ทนต่อสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง และป้องกันการเสื่อมสภาพของฉนวน
3) มีความทนทานต่อความเครียดทางกล การดัด การสั่นสะเทือน และการสึกหรอ
4) ทนทานต่อการกัดกร่อนทางเคมีได้ดี ช่วยปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและยืดอายุการใช้งาน
ปัจจุบัน ชั้นฉนวนของสายไฟแรงสูงในรถยนต์พลังงานใหม่ใช้ XLPE หรือยางซิลิโคนเป็นหลัก ด้านล่างนี้ เราจะเปรียบเทียบวัสดุทั้งสองชนิดนี้โดยละเอียด
จากตารางจะเห็นได้ว่า XLPE มีประสิทธิภาพดีกว่าในด้านความต้านทานแรงดันไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ และการควบคุมต้นทุน ในขณะที่ยางซิลิโคนมีข้อได้เปรียบในด้านความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความยืดหยุ่น
เหตุใด XLPE จึงเป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับสายไฟแรงสูงในรถยนต์พลังงานใหม่
1) ประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น:เอ็กแอลพีอีมีความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้าสูงกว่า (≥30kV/mm) ซึ่งทำให้สามารถต้านทานความเสี่ยงต่อการพังทลายของไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับยางซิลิโคน นอกจากนี้ XLPE ยังมีการสูญเสียฉนวนไฟฟ้าต่ำ ช่วยให้มีประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงในระยะยาว จึงเหมาะสำหรับระบบพลังงานของรถยนต์พลังงานใหม่
2) คุณสมบัติทางกลที่ดีขึ้น: การสั่นสะเทือนจากตัวรถสามารถสร้างความเค้นทางกลให้กับสายเคเบิลได้ในระหว่างการขับขี่ XLPE มีความแข็งแรงในการดึงสูงกว่า ทนทานต่อการสึกหรอดีกว่า และทนต่อการตัดได้ดีกว่า จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในระยะยาวและลดต้นทุนการบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับยางซิลิโคน
3) ทนทานต่อการเสื่อมสภาพที่ดีขึ้น: XLPE มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพของต้นไม้ในน้ำได้ดีเยี่ยม ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลจะยังคงมีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงและสนามไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่มีโหลดสูง เช่น ชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงและระบบชาร์จเร็ว
4) ความยืดหยุ่นปานกลางเพื่อตอบสนองความต้องการด้านสายไฟ: เมื่อเปรียบเทียบกับยางซิลิโคนแล้ว XLPE มีความยืดหยุ่นปานกลาง โดยสร้างความสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นของสายไฟและความแข็งแรงเชิงกล มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการใช้งาน เช่น สายรัดแรงดันสูงในรถยนต์ สายควบคุมมอเตอร์ และการเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่
5) คุ้มต้นทุนมากกว่า: XLPE คุ้มต้นทุนมากกว่ายางซิลิโคน รองรับการผลิตจำนวนมาก และกลายเป็นวัสดุหลักสำหรับสายไฟแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่
การวิเคราะห์สถานการณ์การใช้งาน: XLPE เทียบกับยางซิลิโคน
XLPE มีความต้านทานแรงดันไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล และต้นทุนที่ยอดเยี่ยม จึงมีความสามารถในการแข่งขันสูงกว่าในการใช้งานสายไฟแรงสูงในรถยนต์พลังงานใหม่
เนื่องจากเทคโนโลยียานยนต์พลังงานใหม่มีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง วัสดุ XLPE จึงได้รับการอัปเกรดเพื่อตอบสนองความต้องการที่สูงขึ้นในสถานการณ์การใช้งาน:
1) XLPE ทนอุณหภูมิสูง (150℃-200℃): เหมาะสำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงรุ่นถัดไป
2) โพลิเอทิลีนเชื่อมขวางแบบไร้ฮาโลเจนและควันต่ำ (LSZH): สอดคล้องกับมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
3) ชั้นป้องกันที่ได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพ: ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และปรับปรุงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าโดยรวม (EMC) ของยานพาหนะ
โดยรวมแล้ว XLPE ครองตำแหน่งผู้นำในกลุ่มสายไฟฟ้าแรงสูงสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า แข็งแรงทางกล และมีความได้เปรียบด้านต้นทุน แม้ว่ายางซิลิโคนจะเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก แต่ด้วยต้นทุนที่สูงกว่าจึงเหมาะสำหรับความต้องการพิเศษ สำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงทั่วไปในยานยนต์พลังงานใหม่ XLPE ถือเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด และสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในพื้นที่สำคัญ เช่น สายรัดแบตเตอรี่ สายมอเตอร์แรงสูง และสายชาร์จเร็ว
ในบริบทของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมรถยนต์พลังงานใหม่ บริษัทต่างๆ ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น สถานการณ์การใช้งาน ความต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิ และงบประมาณต้นทุน เมื่อเลือกวัสดุสายไฟแรงสูง เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและความทนทานของสายไฟ
เวลาโพสต์ : 28 ก.พ. 2568