التحليل الفني لموصلات -التيار المستمر ذات الجهد العالي:-المنصات ذات الجهد العالي في مركبات الطاقة الجديدة تعمل على إجراء ترقيات في تكنولوجيا منع التسرب الخزفي

 

مع التطور السريع لمركبات الطاقة الجديدة (NEVs)، وأنظمة تخزين طاقة البطاريات، والبنية الأساسية لشحن الطاقة العالية-، تتطور الأنظمة الكهربائية نحو مستويات فولتية أعلى، وتيارات أعلى، وموثوقية أكبر. باعتبارها مكونات تحويل مهمة في الأنظمة الكهربائية ذات الجهد العالي- لمركبات الطاقة الجديدة، تعمل موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي- على تسهيل الاتصال الآمن والفصل بين نظام البطارية والحمل، بالإضافة إلى توفير الحماية من الأخطاء؛ فهي مكونات أساسية لضمان السلامة الكهربائية الشاملة للمركبة.

 

على عكس المرحلات التقليدية ذات الجهد المنخفض-، يجب على موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي- تبديل الدوائر بشكل موثوق عند مستويات جهد تصل إلى عدة مئات من الفولتات أو أعلى مع تحمل الزيادات الكبيرة في التيار العابر. وبالتالي، لا يشمل تصميمها الهياكل الميكانيكية والتشغيل الكهرومغناطيسي فحسب، بل يشمل أيضًا مواد العزل وتقنيات الإطفاء بالقوس الكهربائي -ووثوقية الختم.

 

في مجموعات نقل الحركة لسيارات الطاقة الجديدة، يتم عادةً تركيب موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي- داخل مجموعة بطارية الجر والعاكس ونظام التحكم في المحرك ودوائر الشحن. عند بدء تشغيل السيارة، يتم إغلاق الموصل، مما يسمح لبطارية الجر بتزويد نظام القيادة بالطاقة؛ وعلى العكس من ذلك، عندما تتوقف السيارة أو يتم اكتشاف أي شيء غير طبيعي، يفتح الموصل بسرعة لعزل دائرة الجهد العالي- ومنع تصاعد الأعطال الكهربائية.

 

مع تقدم منصات الجهد الكهربي في مركبات الطاقة الجديدة-الانتقال من أنظمة 400 فولت إلى 800 فولت أو حتى بنيات أعلى-تواجه موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي-متطلبات صارمة بشكل متزايد فيما يتعلق بقدرة تحمل الجهد وسرعة الاستجابة ومعايير السلامة.

 

 

 

تتكون موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي- بشكل أساسي من نظام اتصال، وآلية تشغيل كهرومغناطيسية، ومبيت عازل، وهيكل إطفاء قوسي-، ومكونات مانعة للتسرب. تتعامل جهات الاتصال مع نقل التيار وانقطاعه، وتتحكم آلية التشغيل في حركة الاتصال، وتحدد هياكل الإطفاء العازلة والقوسية- موثوقية المنتج في البيئات ذات الجهد العالي-.

 

استنادًا إلى -بيئة الإطفاء ومواد الإسكان، يتم تصنيف موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي-بشكل عام إلى أنواع مثل السيراميك المفرغ، والسيراميك المحكم الغلق، والمغلف براتينج الإيبوكسي.

 

ومن بين هذه العناصر، يتم استخدام هيكل التفريغ الخزفي على نطاق واسع في مركبات الطاقة الجديدة، وأنظمة تخزين الطاقة ذات الجهد العالي-، وإمدادات الطاقة الصناعية نظرًا لقوتها العازلة العالية، وأداء الختم الممتاز، وقدرات الإطفاء القوسية المستقرة-.

 

توفر المواد الخزفية قوة ميكانيكية عالية، وفقدانًا منخفضًا للعزل الكهربائي، ومقاومة فائقة للحرارة، مما يضمن بشكل فعال استقرار العزل أثناء تشغيل الموصل على المدى الطويل-. في تطبيقات الجهد العالي-، تعمل الأغطية الخزفية على تخفيف تأثير الرطوبة والملوثات والعوامل البيئية على المكونات الداخلية.

 

على سبيل المثال، تعمل علب الترحيل الخزفية عالية الموثوقية- على حماية أنظمة الاتصال الداخلية من خلال الهياكل العازلة الخزفية، مما يتيح للموصل تلبية متطلبات التشغيل على المدى الطويل-في ظل الظروف المعقدة النموذجية لمركبات الطاقة الجديدة.

 

 

 

إن بيئة التشغيل الداخلية لموصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي-معقدة للغاية؛ ويحدث انحناء شديد، خصوصًا أثناء انقطاع التيار-العالي.

 

يمكن أن يؤدي الفشل في التحكم في القوس بسرعة وفعالية إلى تآكل التلامس، أو تدهور العزل، أو حتى فشل المعدات بالكامل.

 

في حين أن طرق الإطفاء التقليدية المعتمدة على الهواء-القوس-تواجه قيودًا في ظل-الجهد العالي والتيار-العالي، فإن تقنية الإطفاء بالقوس الفراغي-تستخدم بيئة مفرغة لتقليل تأثير وسائط الغاز. وهذا يسهل عملية إطفاء القوس، وبالتالي تعزيز قدرة القطع وإطالة عمر الخدمة.

 

باعتباره مادة أساسية للغرف المفرغة، يجب أن يلبي السيراميك عدة متطلبات في وقت واحد:

قوة عازلة عالية.
ختم محكم ممتاز.
مقاومة الصدمات الحرارية.
الاستقرار على المدى الطويل-؛
ربط موثوق مع المكونات المعدنية.

 

وبالتالي، أصبحت تعدين السيراميك عملية بالغة الأهمية في تصنيع موصلات الجهد العالي-.

 

تعمل عملية تعدين السيراميك على إنشاء طبقة ربط معدنية موثوقة على سطح السيراميك، مما يتيح اتصالات عالية القوة- بين مكون السيراميك والمعادن مثل النحاس أو الموليبدينوم، مما يضمن رابطة ثابتة بين السيراميك-و-المعدن.

 

لا تضمن طريقة الاتصال هذه القوة الميكانيكية فحسب، بل تفي أيضًا بمتطلبات التشغيل الموثوق به على المدى الطويل-في بيئات ذات جهد كهربائي عالي-مغلقة بإحكام.

 

 

تعد تعدين السيراميك تقنية حيوية في صناعة السيراميك الإلكتروني المتقدم؛ أنها تنطوي على تشكيل طبقة معدنية على سطح سيراميك الألومينا ومن ثم ربط السيراميك بالمعدن باستخدام عمليات مثل اللحام بالنحاس.

 

في مجال موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي-، يتم استخدام هذه التقنية في المقام الأول لتصنيع أغلفة غرف الإطفاء ذات القوس الفراغي-، وهياكل الدعم العازلة، والمجموعات محكمة الإغلاق ذات الجهد العالي-.

 

نظرًا لقوتها الميكانيكية العالية وخصائص العزل الكهربائي الممتازة، تعد الألومينا (Al₂O₃) حاليًا أكثر المواد الخزفية العازلة استخدامًا.

 

على سبيل المثال، توظيفغلاف سيراميك الألوميناتعمل البنية الخاصة بموصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي- على تحسين موثوقية العزل بشكل فعال في بيئات الجهد العالي- مع تقليل تدهور الأداء أثناء التشغيل على المدى الطويل-. بالمقارنة مع المواد البلاستيكية أو الإيبوكسي التقليدية، يمكن لسيراميك الألومينا أن يتحمل درجات حرارة أعلى ومجالات كهربائية أقوى، مما يوفر مزايا مميزة في تطبيقات الأنظمة الأساسية ذات الجهد العالي- لمركبات الطاقة الجديدة.