تشهد السيارات الكهربائية طفرة غير مسبوقة حول العالم. بحسب توقعات Statista, ل 2028 ومن المتوقع أن يصل سوق السيارات الكهربائية 17.07 مليون وحدة, مع القيمة السوقية المقدرة $906.7 مليار. ويرافق هذا النمو المتسارع زيادة الطلب على كابلات السيارات الكهربائية المتخصصة المصممة لمواجهة التحديات الفريدة التي تمثلها السيارات الكهربائية مقارنة بسيارات الاحتراق الداخلي..
جدول المحتويات
- تطبيق وأداء الكابلات المتخصصة للسيارات الكهربائية
- تمديدات الجهد العالي داخل المركبات الكهربائية
- اختيار ومتطلبات الكابلات المتخصصة للسيارات الكهربائية
- خاتمة
تطبيق وأداء الكابلات المتخصصة للسيارات الكهربائية
لوس الكابلات المتخصصة للسيارات الكهربائية وتنقسم إلى فئتين رئيسيتين: نواة واحدة ومتعددة النواة. والفرق الرئيسي بين هذه الكابلات وتلك المستخدمة في مركبات الاحتراق الداخلي يكمن في البيئة التي تستخدم فيها..
الجهد العالي والتيار
أحد أهم التحديات التي تواجهها كابلات المركبات الكهربائية هو الجهد العالي والتيار الذي يجب أن تتحمله.. بينما تعمل المركبات التقليدية ببطاريات 12 فولت, يمكن للسيارات الكهربائية أن تصل إلى جهد كهربائي يصل إلى 600/300 أمبير, تتطلب كابلات ذات معدلات جهد أعلى بكثير.
قطر كبير وكمية كبيرة من الكابلات
تحتوي السيارات الكهربائية على مجموعة متنوعة من المكونات, مثل محولات الجهد العالي, محولات, بطاريات الجهد المنخفض, ضواغط تكييف الهواء, أنظمة التدفئة الكهربائية ووحدات توزيع الطاقة, جميعها متصلة بواسطة الكابلات. تنتج كثافة المكون هذه عددًا كبيرًا من الكابلات في مساحة محدودة.
التعرض للبيئة
لوس كابلات شحن السيارات الكهربائية يتعرضون لفترات طويلة من الزمن, الأمر الذي يتطلب متطلبات صارمة لمقاومة الظروف المناخية, تآكل, الانحناء والتمزق.
تمديدات الجهد العالي داخل المركبات الكهربائية
تتميز أسلاك الجهد العالي داخل السيارات الكهربائية بالجهد العالي, التيار العالي وعدد كبير من الموصلات ذات القطر الكبير. يواجه تصميمك تحديات تتعلق بالتوجيه, أمان, التدريع, الوزن والتكلفة.
التوجيه
تتضمن متطلبات توجيه أسلاك الجهد العالي في السيارة ما يلي::
- الحد الأدنى لنصف قطر الدوران 4 أضعاف القطر الخارجي للكابل للأحمال الساكنة.
- للأحمال الديناميكية, الحد الأدنى لنصف قطر الدوران 8 أضعاف القطر الخارجي للكابل.
- مساحة لا تقل عن 100 مم بين موصلات الجهد العالي والمنخفض.
- يجب ألا تتجاوز المسافة من طرف خرج موصل الجهد العالي إلى النقطة الثابتة الأولى 100 مم.
- يجب ألا تتجاوز المسافة بين النقاط الثابتة المجاورة بشكل عام 150-200 مم.
- يسخر من كابلات الجهد العالي يجب وضعها تحت السيارة قدر الإمكان.
- اختيار الكابلات الثقيلة, مثل كابلات السيليكون, كابلات بولي أوليفين مرنة ومترابطة.
حماية
حيث أن الكابلات الخاصة بالمركبات الكهربائية يجب أن تحمل الجهد العالي والتيار العالي, يجب أن يأخذ اختيار الكابلات في الاعتبار ليس فقط العزل اللازم للجهد العالي, ولكن أيضًا ارتفاع درجة الحرارة الناتجة عن التيار. يجب أن تتمتع كابلات الجهد العالي الداخلية بخصائص ممتازة لتثبيط اللهب. بجانب, تتطلب التدريع الكهرومغناطيسي لمنع التداخل الكهرومغناطيسي من الجهد العالي والتيارات المتناوبة الكبيرة للمكونات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية.
الوزن والتكلفة
في حالة السيارات الكهربائية, تخفيض الوزن ضروري لتحسين الاستقلالية. لذلك, الهدف هو تقليل وزن أحزمة الكابلات من خلال اختيار المواد المناسبة. وهذا يشمل اختيار موصلات الألمنيوم والمواد العازلة منخفضة الكثافة مع معالجة الجدران الرقيقة.
صديقة للبيئة
يجب أن تكون أسلاك الجهد العالي في السيارات الكهربائية مصنوعة من مواد منخفضة التطاير, المركبات العضوية المتطايرة المنخفضة (المركبات العضوية المتطايرة) ورائحة منخفضة.
اختيار ومتطلبات الكابلات المتخصصة للسيارات الكهربائية
يجب أن تستوفي كابلات السيارات الكهربائية عددًا من المتطلبات المحددة, كمقاومة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة, مقاومة الزيت والماء, اعاق اللهب, قوة الشد ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية. تشمل المواد الشائعة TPE, تي بي يو, XLPO, نبر + بي في سي, مطاط النيوبرين ومطاط السيليكون.
TPE (المطاط الصناعي بالحرارة)
TPE (اللدائن الحرارية), المعروف أيضا باسم المطاط الحراري, تستخدم في كابلات شحن السيارات الكهربائية. لديهم مزايا مثل المعالجة البسيطة, كثافة منخفضة وسعر معتدل. الكابلات مرنة للغاية وتتوافق مع المعايير الحالية. لكن, لديهم عيوب مثل المقاومة المنخفضة لدرجات الحرارة المرتفعة وضعف المقاومة للنفط والظروف الجوية..
تي بي يو (مادة البولي يوريثين المرنة بالحرارة)
تي بي يو (المطاط الصناعي البولي يوريثين بالحرارة) يتم استخدامه في كابلات محطات شحن السيارات الكهربائية. توفر هذه المادة قوة شد ممتازة, القوة والمتانة, بالإضافة إلى كونها صديقة للبيئة. لكن, يمكن أن تكون معالجتها أكثر صعوبة ولها تكلفة أعلى.
PVC (مادة البولي يوريثين المكلورة) المطاط الصناعي
بولي كلوريد الفينيل (البولي يوريثين المكلور) يستخدم في كابلات شحن السيارات الكهربائية ويتميز بمقاومته للحريق, عزل, مقاومة الأحماض والزيوت, سهولة المعالجة والتكلفة المعقولة. لكن, ينتج دخان أسود وغاز كلوريد الهيدروجين عند احتراقه.
مطاط سيليكون
الكابلات المطاطية السيليكونية معروفة بمقاومتها للحرارة, الى البرد, للظروف المناخية, نفاذيتها ومرونتها. إنها مناسبة لمجموعة واسعة من درجات الحرارة والبيئات القاسية. لكن, فهي ليست مقاومة للزيت ويمكن أن تكون أكثر تكلفة.
XLPE (البولي إيثيلين المتقاطع)
XLPE (البولي إيثيلين المتصالب) يوفر مرونة أكبر وجيدة العزل الكهربائي للكابلات بوزن خفيف وتكلفة معقولة. لكن, مقاومتها للحرارة محدودة وقد تواجه صعوبة في التحكم في اختلافات الألوان بين الدفعات..
خاتمة
تعد الكابلات المتخصصة للسيارات الكهربائية مكونات أساسية تواجه تحديات فريدة بسبب الجهد العالي, ظروف التيار والتعرض العالية. التقدم في تكنولوجيا المواد, كما TPE, تي بي يو, PVC, السيليكون و XLPE, تجعل من الممكن مواجهة هذه التحديات والمساهمة في النجاح المستمر لصناعة السيارات الكهربائية.. مع استمرار سوق السيارات الكهربائية في النمو بمعدل مثير للإعجاب, يعد الابتكار في الكابلات المتخصصة أمرًا ضروريًا لتعزيز التنقل الكهربائي نحو مستقبل أكثر استدامة وكفاءة.