Przemysł pojazdów elektrycznych (EV) odnotował ogromny rozwój w ciągu ostatnich kilku lat.
W 2023 roku dostarczono 14,2 miliona nowych samochodów EV, co stanowi wzrost o 35% w porównaniu z rokiem 2022. Dla porównania, sprzedaż lekkich pojazdów wzrosła tylko o 11% od 2022 do 2023 roku.
Adopcja pojazdów napędzanych czystą energią elektryczną lub hybrydową znacznie redukuje zużycie ropy, zmniejsza emisję gazów cieplarnianych, chroni środowisko i zapewnia konsumentom opłacalne wybory produktów.
Postępy w branży EV nie tylko promują rozwój przemysłu motoryzacyjnego, ale również napędzają postęp technologiczny i rozwój w wielu pokrewnych dziedzinach, takich jak sztuczna inteligencja, produkcja półprzewodników, komunikacja informacyjna, przechowywanie i przetwarzanie danych.
W miarę jak rynek EV nadal osiąga znaczące postępy, coraz więcej klientów będzie wybierać pojazdy elektryczne.
Jednak wraz z szybkim rozwojem EV pojawia się coś istotnego, czego nie można przeoczyć: znaczenie wyboru i zastosowania kabli do EV.
Wewnątrz wewnętrznej struktury pojazdu elektrycznego
Wewnętrzny system EV składa się z trzech modułów:
- Jednostka obliczeniowa, która obejmuje procesor i platformę obliczeniową wspierającą interakcję człowieka z maszyną i planowanie trasy
- Czujniki monitorujące wizualizacje, prędkość i czynniki środowiskowe, wraz z systemami pozycjonowania satelitarnego i radarami laserowymi/milimetrowymi, dostarczające dane dla jednostek obliczeniowych
- Układ przewodów i system sterowania przewodowego składający się z różnych kabli zasilających, kabli kontrolnych i kabli komunikacyjnych, dostarczających zasilanie, sygnał i transmisję danych wspierającą kontrolę jazdy i rozrywkę multimedialną
Ponieważ jednostki obliczeniowe i czujniki działają jako mózg i cechy twarzy EV, ich znaczenie jest oczywiste i często jest priorytetem dla konsumentów i praktyków w przemyśle motoryzacyjnym. Jeśli chodzi o układy przewodów i systemy sterowania przewodowego, mogą one nie być tak głęboko rozumiane — i mogą nawet być postrzegane jako okazja do obniżenia kosztów produkcji.
Ale to jest niebezpieczne nieporozumienie.
3 zastosowania EV, w których jakość kabli ma znaczenie
Działając jako system nerwowy EV — medium transmisji między zbieraniem danych a przetwarzaniem — układy przewodów i systemy sterowania przewodowego są krytyczne w EV w porównaniu do tradycyjnych pojazdów, zwłaszcza w tych trzech obszarach.
- Transmisja sygnału
W pojazdach napędzanych tradycyjnym paliwem transmisja danych sygnałowych odbywa się za pośrednictwem kabli komunikacyjnych dla radia, radaru cofania lub obrazów z tylnej kamery. Te funkcje nie mają kluczowego wpływu na prowadzenie pojazdu lub bezpieczeństwo. Nawet jeśli kable są uszkodzone, złamane lub mają słabą odporność na zakłócenia, konsekwencje są często ograniczone do braku sygnałów radiowych lub rozmytych obrazów z kamery cofania.
W EV jednak liczba i znaczenie kabli komunikacyjnych znacznie wzrosły. Aby połączyć różne czujniki, takie jak radary, anteny pozycjonujące i kamery, instalowane są liczne kable RF koncentryczne lub kable Ethernetowe, aby połączyć czujniki i dostarczyć dane w czasie rzeczywistym do jednostki obliczeniowej.
Jeśli niezawodność transmisji sygnału tych kabli EV nie jest zapewniona, brak pozycjonowania w czasie rzeczywistym, planowania trasy, a nawet identyfikacji odległości i przeszkód spowoduje wypadki, które mogą mieć fatalne skutki. Dlatego wymagane są surowe standardy dla specyfikacji kabli EV, w tym wybór materiałów, jakość produktów i wydajność elektryczna.
- Zasilanie
Pojazdy napędzane tradycyjnym paliwem zazwyczaj mają zainstalowany akumulator o napięciu 12V lub 24V, aby dostarczyć energię do silnika pojazdu, a także do świateł, klimatyzacji i systemów multimedialnych.
Dlatego stosowane są zazwyczaj kable niskonapięciowe, a ich wymagania jakościowe i niezawodnościowe nie są tak wysokie. Dla EV, elektryczność jest podstawowym źródłem energii. W związku z rosnącym zapotrzebowaniem konsumentów na dłuższy dystans jazdy na jednym ładowaniu, wymagania napięciowe dla baterii i silnika EV znacznie wzrosły. Dziś konfiguracje 800V i 1000V są głównymi, a 1200V wkrótce zostanie wprowadzone do użytku. Możliwość zwarć i samozapłonu pojazdu spowodowana problemami z jakością kabli EV również znacznie wzrosła.
Dlatego wymagania dotyczące odporności na napięcie, zdolności przenoszenia prądu, wydajności odprowadzania ciepła i stabilności kabli zasilających stosowanych w EV są znacznie wyższe niż w przypadku pojazdów napędzanych tradycyjnym paliwem.
- Kontrola jazdy
Pojazdy napędzane tradycyjnym paliwem używają hydraulicznych i mechanicznych trybów transmisji i nie wymagają systemu sterowania przewodowego. W przyszłych EV system sterowania przewodowego będzie głównie składał się z układów drive-by-wire, brake-by-wire i steer-by-wire, zastępując tradycyjne połączenia mechaniczne i urządzenia pomocnicze hydrauliczne/pneumatyczne.
Rozwój technologii sterowania przewodowego, zwłaszcza dojrzewanie silników krawędzi kół i silników piastowych, przyniesie przełomowe poprawki wydajności:
Szybkość reakcji hamowania będzie szybsza, zmniejszając się z poziomu 100 milisekund w przypadku hamowania mechanicznego do 10 milisekund w przypadku hamowania silnikiem. Jednocześnie precyzja sterowania będzie wyższa, co znacznie poprawi bezpieczeństwo EV.
Struktura będzie prosta i kompaktowa. Korzystając z miękkich kabli zamiast twardych komponentów transmisyjnych, przestrzeń wewnętrzna może zostać zwiększona o 20%, aby pomieścić więcej baterii, jednocześnie zmniejszając trudność projektowania wewnętrznego i zużycie twardych komponentów, co pozwala zaoszczędzić koszty produkcji i użytkowania.
Wydajność transmisji będzie wyższa, a połączenie trybu silnika i elastycznego kabla zastąpi mechaniczny wał transmisyjny, znacznie zmniejszając straty tarcia między komponentami mechanicznymi. Wydajność operacyjna wzrośnie o około 10%, co pozwoli EV na osiągnięcie zasięgu powyżej 1000 km na jednym ładowaniu.