ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ (EV, PHEV, HEV) การเลือกใช้วัสดุสำหรับสายเคเบิลแรงดันสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพของยานยนต์ โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยงข้าม (XLPE) และยางซิลิโคนเป็นวัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไปสองชนิด แต่มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง คุณสมบัติการเป็นฉนวน ความแข็งแรงเชิงกล และอื่นๆ
โดยรวมแล้ว ทั้งสองXLPEและยางซิลิโคนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสายไฟภายในรถยนต์ ดังนั้น วัสดุใดจึงเหมาะสมกว่าสำหรับสายไฟแรงสูงในรถยนต์พลังงานใหม่?
เหตุใดสายเคเบิลแรงดันสูงสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่จึงต้องการวัสดุฉนวนประสิทธิภาพสูง?
สายเคเบิลแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่ส่วนใหญ่ใช้สำหรับชุดแบตเตอรี่ มอเตอร์ ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และระบบชาร์จ โดยมีแรงดันไฟฟ้าใช้งานตั้งแต่ 600V ถึง 1500V หรือสูงกว่านั้น
ซึ่งต้องใช้สายเคเบิลที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
1) ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ช่วยป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรและสร้างความปลอดภัย
2) ทนต่ออุณหภูมิสูงได้อย่างดีเยี่ยม เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงและป้องกันการเสื่อมสภาพของฉนวน
3) ทนทานต่อแรงทางกล การดัดงอ การสั่นสะเทือน และการสึกหรอได้ดี
4) ทนทานต่อการกัดกร่อนทางเคมีได้ดี เพื่อปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและยืดอายุการใช้งาน
ปัจจุบัน ชั้นฉนวนของสายเคเบิลแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่ส่วนใหญ่ใช้ XLPE หรือยางซิลิโคน ต่อไปนี้เราจะทำการเปรียบเทียบวัสดุทั้งสองชนิดนี้โดยละเอียด
จากตารางจะเห็นได้ว่า XLPE มีประสิทธิภาพดีกว่าในแง่ของความต้านทานแรงดันไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพ และการควบคุมต้นทุน ในขณะที่ยางซิลิโคนมีข้อดีในด้านความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและความยืดหยุ่น
เหตุใด XLPE จึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับสายเคเบิลแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่?
1) ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่แข็งแกร่งกว่า: วัสดุฉนวน XLPE มีความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูงกว่า (≥30kV/mm) ทำให้สามารถต้านทานความเสี่ยงจากการชำรุดเสียหายทางไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมแรงดันสูงได้ดีกว่ายางซิลิโคน นอกจากนี้ วัสดุฉนวน XLPE ยังมีการสูญเสียทางไฟฟ้าต่ำ ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เสถียรในระยะยาว เหมาะสำหรับระบบจ่ายไฟของยานยนต์พลังงานใหม่
2) คุณสมบัติทางกลที่ดีกว่า: ในระหว่างการขับขี่ การสั่นสะเทือนจากตัวรถอาจทำให้เกิดแรงเค้นทางกลต่อสายเคเบิล XLPE มีความแข็งแรงดึงสูงกว่า ทนต่อการสึกหรอได้ดีกว่า และทนต่อการตัดได้ดีกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในระยะยาวและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับยางซิลิโคน
3) ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพที่ดีกว่า: วัสดุฉนวน XLPE มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากความชื้นได้ดีเยี่ยม ทำให้สายเคเบิลยังคงเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงและสนามไฟฟ้าสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มีโหลดสูง เช่น ชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงและระบบชาร์จเร็ว
4) ความยืดหยุ่นระดับปานกลางเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการเดินสายไฟ: เมื่อเทียบกับยางซิลิโคน XLPE มีความยืดหยุ่นระดับปานกลาง ซึ่งช่วยสร้างสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นในการเดินสายไฟและความแข็งแรงเชิงกล จึงมีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการใช้งานต่างๆ เช่น สายไฟแรงสูงในรถยนต์ สายควบคุมมอเตอร์ และการเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่
5) ประหยัดต้นทุนมากกว่า: XLPE มีต้นทุนที่ประหยัดกว่ายางซิลิโคน ทำให้สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก และกลายเป็นวัสดุหลักสำหรับสายเคเบิลแรงดันสูงในรถยนต์พลังงานใหม่
การวิเคราะห์สถานการณ์การใช้งาน: XLPE เทียบกับยางซิลิโคน
ด้วยคุณสมบัติเด่นด้านความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล และต้นทุนที่ต่ำกว่า ทำให้ XLPE มีความสามารถในการแข่งขันสูงกว่าในการใช้งานสายเคเบิลแรงดันสูงสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
เนื่องจากเทคโนโลยีรถยนต์พลังงานใหม่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วัสดุ XLPE จึงได้รับการพัฒนาให้ดียิ่งขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่สูงขึ้นในสถานการณ์การใช้งานต่างๆ:
1) XLPE ทนความร้อนสูง (150℃-200℃): เหมาะสำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่
2) โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยงข้ามที่มีควันน้อยและปราศจากฮาโลเจน (LSZH): เป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
3) ชั้นป้องกันที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม: ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และปรับปรุงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) โดยรวมของยานพาหนะ
โดยรวมแล้ว XLPE ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในภาคส่วนสายเคเบิลแรงดันสูงสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ความต้านทานต่อแรงดันไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล และข้อได้เปรียบด้านต้นทุน ในขณะที่ยางซิลิโคนเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก แต่ต้นทุนที่สูงกว่าทำให้เหมาะสำหรับความต้องการเฉพาะด้าน สำหรับสายเคเบิลแรงดันสูงทั่วไปในรถยนต์พลังงานใหม่ XLPE เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดและสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในพื้นที่สำคัญ เช่น ชุดสายไฟแบตเตอรี่ สายเคเบิลมอเตอร์แรงดันสูง และสายเคเบิลชาร์จเร็ว
ในบริบทของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ บริษัทต่างๆ ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น สถานการณ์การใช้งาน ข้อกำหนดด้านความทนทานต่ออุณหภูมิ และงบประมาณด้านต้นทุน เมื่อเลือกวัสดุสำหรับสายเคเบิลแรงดันสูง เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความทนทานของสายเคเบิล
วันที่เผยแพร่: 28 กุมภาพันธ์ 2568