इलेक्ट्रिक वाहन उच्च-वोल्टेज केबल सामग्री के विकास के रुझान: अगला बड़ा अवसर कहां है?

ई.वी. में उच्च-वोल्टेज केबल का परिचय

इलेक्ट्रिक वाहनों में हाई-वोल्टेज केबल की भूमिका

इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) सिर्फ़ बैटरी और मोटर तक सीमित नहीं हैं - वे जटिल प्रणालियाँ हैं जहाँ हर घटक प्रदर्शन, सुरक्षा और दक्षता में भूमिका निभाता है। इनमें से,उच्च-वोल्टेज (एचवी) केबलये केबल बहुत ज़रूरी हैं, लेकिन अक्सर नज़रअंदाज़ कर दिए जाते हैं। ये केबल वाहन की धमनियों की तरह काम करते हैं, बैटरी से इन्वर्टर तक, इन्वर्टर से मोटर तक और विभिन्न प्रणालियों में बिजली स्थानांतरित करते हैं, जिन्हें काम करने के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है - जैसे एयर कंडीशनर, हीटर और यहां तक ​​कि सहायक चार्जर।

कम वोल्टेज केबलों के विपरीत, एचवी केबलों को काफी अधिक धाराओं और वोल्टेज को संभालना पड़ता है - अक्सर की सीमा में400V से 800V, कुछ प्रणालियों की ओर बढ़ रहा है1000V और उससे आगेइन केबलों को कार के चेसिस के सीमित और तापीय रूप से सक्रिय वातावरण में भी काम करना चाहिए, जिससेसामग्री प्रदर्शन और स्थायित्वगंभीर।

इसे सरल भाषा में कहें तो: विश्वसनीय, उच्च प्रदर्शन वाली केबल सामग्री के बिना, ईवी सुरक्षित या कुशलता से काम नहीं कर सकते। जैसे-जैसे ईवी तकनीक विकसित होती है, खासकर उच्च वोल्टेज और तेज़ चार्जिंग की ओर, उन्नत केबल सामग्री की भूमिका और भी महत्वपूर्ण हो जाती है। और यही वह जगह है जहाँ अगली बड़ी छलांग लगने वाली है।

वोल्टेज स्तर और बिजली की आवश्यकताएं

आधुनिक ई.वी. में बढ़ती प्रदर्शन मांग सीधे तौर पर निम्न से जुड़ी हुई है:वोल्टेज वृद्धिशुरुआती ईवी में 300-400V सिस्टम का इस्तेमाल किया जाता था, लेकिन नए मॉडल (विशेष रूप से पोर्श टेक्कन या ल्यूसिड एयर जैसे उच्च प्रदर्शन वाले वाहन) का उपयोग किया जाता है800V आर्किटेक्चरइसके लाभों में शामिल हैं:

• तेज़ चार्जिंग समय

• केबल की मोटाई कम की गई

• बेहतर विद्युत वितरण दक्षता

• बेहतर तापीय प्रबंधन

लेकिन उच्च वोल्टेज के साथ उच्च जोखिम भी जुड़े हैं:

• मजबूत इन्सुलेशन सामग्रीपरावैद्युत विखंडन को रोकने के लिए आवश्यक हैं।

• अधिक मजबूत परिरक्षणविद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) से सुरक्षा के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

• उन्नत थर्मल प्रतिरोधउच्च धारा प्रवाह से उत्पन्न गर्मी को झेलने के लिए यह अत्यंत महत्वपूर्ण हो जाता है।

बिजली की मांग में यह उछाल तत्काल आवश्यकता को जन्म दे रहा हैकेबल सामग्री की नई पीढ़ीजो आकार, वजन या लागत बढ़ाए बिना उच्च वोल्टेज को संभाल सकता है।

ई.वी. में केबल प्लेसमेंट और रूटिंग की चुनौतियाँ

ईवी के लिए केबल सिस्टम डिजाइन करना एक स्थानिक पहेली है। इंजीनियरों को सुरक्षा और प्रदर्शन सुनिश्चित करते हुए सख्त पैकेजिंग बाधाओं को पार करना होगा। एचवी केबल अक्सर इस तरह से रूट किए जाते हैं:

• अंडरबॉडी के साथ

• बैटरी डिब्बों के माध्यम से

• मोटर और इन्वर्टर क्षेत्रों में

• शीतलन लाइनों या गर्मी पैदा करने वाले घटकों के पास

इससे कई चुनौतियाँ पैदा होती हैं:

• झुकना और झुकनाबिना किसी क्षति या प्रदर्शन हानि के

• तेल, शीतलक और अन्य मोटर वाहन तरल पदार्थों के प्रति प्रतिरोध

• कंपन प्रतिरोधलंबे वाहन जीवनकाल पर

• थर्मल एक्सपोजर प्रबंधन, विशेष रूप से बैटरी और मोटर के पास

केबल सामग्री होनी चाहिएअत्यधिक लचीला, ऊष्मीय रूप से स्थिर, औररासायनिक रूप से निष्क्रियबिजली आपूर्ति से समझौता किए बिना या सुरक्षा संबंधी खतरा उत्पन्न किए बिना इन चुनौतियों का सामना करना।

आंतरिक दहन इंजन वाहनों में इस्तेमाल की जाने वाली पारंपरिक सामग्री यहाँ काम नहीं आती। ईवी-विशिष्ट आवश्यकताओं की मांग हैमौलिक रूप से अलग दृष्टिकोणकेबल इंजीनियरिंग तक - और सामग्री उस परिवर्तन के केंद्र में हैं।

ईवी हाई-वोल्टेज केबलों में प्रयुक्त वर्तमान सामग्रियाँ

सामान्य चालक सामग्री: तांबा बनाम एल्युमीनियम

उच्च-वोल्टेज केबल के लिए कंडक्टर चुनते समय चालकता और वजन मुख्य कारक होते हैं। दो प्रमुख सामग्रियाँ हैं:

1. ताँबा:

   • उच्च चालकता

   • उत्कृष्ट लचीलापन

   • भारी और महंगा

   • छोटे या लचीले केबल अनुप्रयोगों में आम

2. अल्युमीनियम:

   • कम चालकता (~ तांबे का 60%)

   • बहुत हल्का और अधिक लागत प्रभावी

   • समान धारा ले जाने के लिए बड़े क्रॉस-सेक्शन की आवश्यकता होती है

   • यदि उचित रूप से इंसुलेशन न किया जाए तो जंग लगने का खतरा रहता है

यद्यपि तांबे का उपयोग अभी भी व्यापक रूप से किया जाता है,एल्युमिनियम का प्रचलन बढ़ रहा है—खासकर बड़े ईवी प्लैटफ़ॉर्म या इलेक्ट्रिक ट्रकों के भीतर लंबी केबल चलाने में। कई वाहन निर्माता अब इसे अपनाते हैंसंकर डिजाइनप्रदर्शन और लागत में संतुलन के लिए लचीलेपन के लिए महत्वपूर्ण क्षेत्रों में तांबे का उपयोग और कम मांग वाले क्षेत्रों में एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है।

इन्सुलेशन सामग्री: XLPE, PVC, सिलिकॉन, और TPE

इन्सुलेशन सामग्री में सबसे ज़्यादा नवाचार हो रहे हैं। मांगें स्पष्ट हैं:थर्मल रेज़िज़टेंस, यांत्रिक लचीलापन, रासायनिक प्रतिरोध, औरलौ कम करनासामान्य सामग्रियों में शामिल हैं:

• XLPE (क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन):

  • उच्च परावैद्युत शक्ति

  • उत्कृष्ट तापीय स्थिरता

  • मध्यम लचीलापन

  • पुनर्चक्रण योग्य नहीं (थर्मोसेट सामग्री)

• पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड):

  • कम लागत

  • ज्वाला मंदक

  • ख़राब तापीय और रासायनिक प्रतिरोध

  • हरित विकल्पों के पक्ष में चरणबद्ध तरीके से समाप्त किया जा रहा है

• सिलिकॉन रबर:

  • अत्यंत लचीला

  • उच्च ताप प्रतिरोध (200°C तक)

  • महंगा और फटने की संभावना

• टीपीई (थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स):

  • रीसायकल

  • लचीलेपन और स्थायित्व के बीच अच्छा संतुलन

  • मध्यम तापीय प्रतिरोध

  • नए डिजाइनों में पसंदीदा सामग्री बनना

इनमें से प्रत्येक सामग्री के अपने फायदे और नुकसान हैं, और निर्माता अक्सर उन्हें एक साथ मिला देते हैं।बहु-परत संरचनाएंविशिष्ट तकनीकी और विनियामक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए।

परिरक्षण और आवरण संरचनाएं

ईवी में हाई-वोल्टेज केबल को EMI को कम करने के लिए परिरक्षण की आवश्यकता होती है, जो वाहन इलेक्ट्रॉनिक्स, सेंसर और यहां तक ​​कि इंफोटेनमेंट सिस्टम में भी हस्तक्षेप कर सकता है। मानक परिरक्षण विन्यास में शामिल हैं:

• नाली तारों के साथ एल्यूमीनियम-माइलर पन्नी

• लटकी हुई तांबे की जालीदार ढालें

• सर्पिल-लपेटा धातु टेप

बाहरी आवरण कठोर और घर्षण, रसायनों और पर्यावरणीय जोखिम के प्रति प्रतिरोधी होना चाहिए। आम आवरण सामग्री में शामिल हैं:

• टीपीयू (थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन): उत्कृष्ट घर्षण प्रतिरोध और लचीलापन

• अग्निरोधी पॉलीओलेफिन्स

• एचएफएफआर (हैलोजन-मुक्त ज्वाला मंदक) यौगिक

जैसे-जैसे प्रणालियाँ विकसित होती हैंएकीकृत वास्तुकला(बहुक्रियात्मक क्षमताओं वाले कम केबल), इन परतों को बनाने का दबाव हैपतला, हल्का, स्मार्ट और हरा.

ईवी एचवी केबल सामग्री की प्रमुख प्रदर्शन आवश्यकताएं

ताप प्रतिरोध और तापीय स्थिरता

इलेक्ट्रिक वाहन उच्च-वोल्टेज (एचवी) केबल सामग्री पर सबसे महत्वपूर्ण मांगों में से एक हैअत्यधिक तापमान के प्रति प्रतिरोधईवी संचालन के दौरान काफी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं - विशेष रूप से हवाई अड्डे के पास के क्षेत्रों में।बैटरी पैक, इन्वर्टर और इलेक्ट्रिक मोटरएच.वी. केबल अक्सर इन क्षेत्रों से होकर गुजरती हैं और इन्हें सहना पड़ता है:

• निरंतर तापमानबीच में125°C और 150°C

• चरम तापमानसे अधिक200 डिग्री सेल्सियसउच्च-लोड परिदृश्यों में

• ठंडा - गरम करना, जो समय के साथ पदार्थों के विस्तार और संकुचन का कारण बनता है

यदि केबल सामग्री गर्मी के कारण टूट जाती है, तो इससे निम्नलिखित परिणाम हो सकते हैं:

• विद्युत विफलताएं

• शॉर्ट सर्किट

• आग का खतरा

• केबल का जीवनकाल कम हो गया

यही कारण है कि जैसे सामग्रीएक्स एल पी ई, सिलिकॉन, औरफ्लोरोपॉलिमरइन्सुलेशन के लिए लोकप्रिय हो गए हैं, जबकिटीपीईइन्हें अधिक लचीले और पुनर्चक्रणीय स्वरूपों में समान प्रतिरोध प्रदान करने के लिए तैयार किया जा रहा है।

तापीय रूप से स्थिर केबल सामग्री भी कम करने में भूमिका निभाती हैस्थानीय कर से मुक्ति- गर्म वातावरण में प्रदर्शन हानि को ध्यान में रखते हुए केबलों का आकार बढ़ाने की आवश्यकता। अधिक तापीय रूप से लचीली सामग्री का उपयोग करके, निर्माता केबलों को सुरक्षित रख सकते हैंकॉम्पैक्ट और कुशलइससे स्थान और वजन दोनों की बचत होगी।

लचीलापन और मोड़ त्रिज्या

इलेक्ट्रिक वाहनों में तंग कोने, परतदार डिब्बे और घुमावदार चेसिस लाइनें होती हैं। एचवी केबल को बिना किसी परेशानी के इनसे होकर गुजरना पड़ता हैयांत्रिक तनाव, तनाव दरारें, याकिंकिंग.यही वह जगह है जहांसामग्री लचीलापनयह एक गैर-परक्राम्य विशेषता बन जाती है।

लचीलेपन की प्रमुख चुनौतियों में शामिल हैं:

• तंग मोड़ त्रिज्याइंजन बे या व्हील वेल के पास

• गति और कंपनवाहन संचालन के दौरान

• रोबोटिक असेंबली, जिसके लिए उत्पादन के दौरान दोहराए जाने योग्य, सटीक झुकाव की आवश्यकता होती है

लचीली केबल सामग्री जैसेसिलिकॉनऔरउन्नत TPE मिश्रणइन्हें इसलिए पसंद किया जाता है क्योंकि:

• लगातार हलचल और कंपन को सहन करना

• तनाव के दौरान इन्सुलेशन अखंडता न खोएं

• तेज़, स्वचालित विनिर्माण प्रक्रियाएँ सक्षम करें

कुछ आधुनिक डिजाइनों में यह भी शामिल हैपुनरावर्तनीय या सर्पिल केबल, विशेष रूप से चार्जिंग घटकों या प्लग-इन हाइब्रिड वाहनों के भागों में। इन अनुप्रयोगों में ऐसी सामग्रियों की आवश्यकता होती है जो न केवल मुड़ने योग्य हों बल्कि उत्कृष्ट भी होंआकार स्मृति और लोचदार पुनर्प्राप्ति.

ईएमआई परिरक्षण और सिग्नल अखंडता

इलेक्ट्रिक वाहनों में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) एक गंभीर चिंता का विषय है। कई डिजिटल घटकों - एडीएएस सिस्टम, ऑनबोर्ड डायग्नोस्टिक्स, टचस्क्रीन और रडार सेंसर - के साथ पावरट्रेन से कोई भी विद्युत शोर खराबी या खराब प्रदर्शन का कारण बन सकता है।

उच्च-वोल्टेज केबल इस प्रकार कार्य करते हैंएंटीना, आवारा संकेतों को उत्सर्जित या अवशोषित करने में सक्षम। इसे कम करने के लिए:

• परिरक्षण परतें(जैसे एल्युमिनियम फॉयल और ब्रेडेड कॉपर) का उपयोग कंडक्टरों को लपेटने के लिए किया जाता है।

• ग्राउंडिंग कंडक्टरईएमआई को सुरक्षित रूप से समाप्त करने के लिए शामिल किए गए हैं।

• इन्सुलेटिंग सामग्रीइन्हें आसन्न प्रणालियों के बीच क्रॉस-टॉक को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

दोनों में प्रयुक्त सामग्रीपरिरक्षण और इन्सुलेशनप्रस्तुत करना होगा:

• उच्च परावैद्युत शक्ति

• कम विद्युत-विद्युतता

• सुसंगत चालकता और धारिता

यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है800V+ सिस्टम, जहां उच्च आवृत्तियों और तेज़ स्विचिंग EMI दमन को और अधिक चुनौतीपूर्ण बनाते हैं। केबल सामग्री को अनुकूलित करना होगासंकेत स्पष्टता की मांग, विशेष रूप से तब जब स्वायत्त ड्राइविंग और कनेक्टिविटी सुविधाएं निर्बाध डेटा प्रवाह पर अधिक निर्भर हो जाती हैं।

ज्वाला निरोधकता और सुरक्षा अनुपालन

सुरक्षा ऑटोमोटिव डिज़ाइन की आधारशिला है। उच्च-वोल्टेज सिस्टम के साथ,आग प्रतिरोधयह अनिवार्य है - सिर्फ़ पसंद ही नहीं किया जाता। अगर केबल ज़्यादा गर्म हो जाती है या शॉर्ट हो जाती है, तो उन्हें यह करना चाहिए:

• प्रज्वलन रोकें

• लौ फैलने में देरी करें

• कम धुआँ उत्सर्जित करें और कोई विषाक्त हैलोजन न निकालें

पारंपरिक अग्निरोधी समाधान पर भरोसा किया जाता हैहैलोजनयुक्त यौगिक, लेकिन जलने पर ये हानिकारक गैसें उत्पन्न करते हैं। आज, प्रमुख केबल डिज़ाइन में निम्न का उपयोग किया जाता है:

• हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी (HFFR) सामग्री

• स्वयं-बुझाने वाले गुणों वाले सिलिकॉन कंपोजिट

• विशेष रूप से इंजीनियर पॉलीओलेफ़िन और थर्मोप्लास्टिक्स

ये सामग्रियां कड़े मोटर वाहन अग्नि सुरक्षा मानकों का अनुपालन करती हैं, जिनमें शामिल हैं:

• यूएल 94 (वर्टिकल बर्न टेस्ट)

• एफएमवीएसएस 302 (आंतरिक सामग्रियों की ज्वलनशीलता)

• ऑटोमोटिव वायर सुरक्षा के लिए ISO 6722-1 और 14572

ईवी में, केबल की आग सिर्फ हार्डवेयर के लिए ही खतरा नहीं है - यहजीवन सुरक्षा मुद्दाउच्च प्रदर्शन वाले इन्सुलेशन और आवरण सामग्री को अब अत्यधिक तापीय और विद्युत दुरुपयोग के तहत भी आग के जोखिम को रोकने के लिए इंजीनियर किया जाता है, विशेष रूप से दुर्घटनाओं या सिस्टम दोषों के दौरान।

ईवी हाई-वोल्टेज केबल डिजाइन में उभरते रुझान

ऊर्जा दक्षता के लिए हल्के कंडक्टर सामग्री

इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रदर्शन और दक्षता में वज़न एक निर्णायक कारक है। वाहन का वज़न कम करने से रेंज, त्वरण और समग्र ऊर्जा खपत में सुधार होता है। हालाँकि इस संबंध में बैटरी और मोटरों पर अक्सर सबसे ज़्यादा ध्यान दिया जाता है,केबल भी वाहन के वजन में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं—विशेष रूप से उच्च वोल्टेज प्रणालियों में।

परंपरागत रूप से,ताँबाइसकी उच्च विद्युत चालकता के कारण इसे कंडक्टरों के लिए मानक माना गया है। हालाँकि, यहघना और भारी.यही वह जगह है जहांएल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम मिश्र धातुअंदर आओ. ये हैं:

• तांबे से 50% हल्का

• अधिक लागत प्रभावी

• अब बेहतर चालकता और संक्षारण संरक्षण के साथ उन्नत फॉर्मूलेशन में उपलब्ध है

ऑटो निर्माता तेजी से अपना रहे हैंएल्युमिनियम आधारित एचवी केबललंबे, उच्च-शक्ति मार्गों के लिए - विशेष रूप से बैटरी पैक और इनवर्टर के बीच। समझौता? तांबे की चालकता से मेल खाने के लिए थोड़े मोटे केबल की आवश्यकता होती है, लेकिनसमग्र प्रणाली का भार काफी कम हो जाता है.

अगले सीमांत में शामिल हैं:

• हाइब्रिड तांबा-एल्यूमीनियम कंडक्टर

• उन्नत मिश्र धातुजो लागत या जटिलता में बड़ी वृद्धि के बिना चालकता में सुधार करते हैं

• सतही उपचारजो भिन्न धातुओं के बीच गैल्वेनिक क्षरण को रोकते हैं

कंडक्टर सामग्रियों में यह बदलाव एक शांत क्रांति है, जो सुरक्षा या प्रदर्शन से समझौता किए बिना बेहतर EV रेंज और ऊर्जा अनुकूलन को सक्षम बनाता है।

हैलोजन-मुक्त और पुनर्चक्रण योग्य इन्सुलेशन प्रौद्योगिकियां

पर्यावरण संबंधी नियम कड़े होने और हरित उत्पादों के लिए उपभोक्ता मांग बढ़ने के कारण, पर्यावरण संरक्षण के लिए विकास का दबाव बढ़ रहा है।पर्यावरण अनुकूल केबल इन्सुलेशन सामग्रीपरंपरागत रूप से, इन्सुलेशन हैलोजनयुक्त अग्निरोधी और क्रॉस-लिंक्ड सामग्रियों पर निर्भर करता है जो कि:

• रीसाइकिल करना कठिन

• जलने पर खतरनाक

• विनिर्माण के लिए पर्यावरण पर भारी कर

प्रवेश करनाहैलोजन मुक्त ज्वाला मंदक (HFFR)यौगिक औरपुनर्चक्रणीय थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स (टीपीई)ये सामग्रियां प्रदान करती हैं:

• उत्कृष्ट लौ प्रतिरोध

• कम धुआँ, शून्य हैलोजन उत्सर्जन

• उत्पाद जीवन के अंत में पुनर्चक्रणीयता

• पारंपरिक यौगिकों की तुलना में तुलनीय लचीलापन और तापीय प्रदर्शन

कई केबल निर्माता अबपूर्णतः पुनर्चक्रणीय केबल संरचनाएं, जहाँ सभी परतों को अलग किया जा सकता है और उनका पुनः उपयोग किया जा सकता है - जिसमें इन्सुलेशन, शील्डिंग और जैकेटिंग शामिल हैं। इससे निम्न की कमी होती है:

• लैंडफिल अपशिष्ट

• केबल निपटान से जुड़े CO₂ उत्सर्जन

• वाहन के विघटन या दुर्घटनाओं के दौरान खतरनाक जोखिम

यह प्रवृत्ति वाहन निर्माताओं के लिए भी मददगार साबित हो रही है।यूरोपीय संघ के ELV (जीवन-अंत वाहन) निर्देशों का अनुपालन करें, जिसके अनुसार वाहन की 95% सामग्री पुनर्चक्रणीय या पुनः प्रयोज्य होनी चाहिए।

लघुकरण और उच्च घनत्व केबल समाधान

जैसे-जैसे ईवी प्लेटफॉर्म विकसित हो रहे हैं, केबल फुटप्रिंट को कम करने के लिए एक बड़ा प्रयास किया जा रहा है। लक्ष्य हैं:

• स्थान खाली करेंअन्य वाहन प्रणालियों के लिए

• तापीय संचयन को कम करेंकेबल बंडलों में

• कम वजन और सामग्री का उपयोग

केबल इंजीनियर अब अपना ध्यान केंद्रित कर रहे हैंउच्च-वोल्टेज केबलों का लघुकरणवोल्टेज रेटिंग या सुरक्षा का त्याग किए बिना। इसमें शामिल हैं:

• उच्च-परावैद्युत सामग्री का उपयोगपतली इन्सुलेशन परतों की अनुमति देने के लिए

• बिजली और सिग्नल लाइनों को बंडल करनाकॉम्पैक्ट मॉड्यूलर असेंबली में

• चपटे या अंडाकार आकार के केबल विकसित करनाजो कम ऊर्ध्वाधर स्थान लेते हैं

रोबोटिक विनिर्माण के दौरान लघुकृत केबलों को संभालना भी आसान होता है, जिससे अधिक दक्षता प्राप्त होती है।स्वचालित रूटिंग और अनुलग्नक, जो श्रम लागत को कम करता है और असेंबली सटीकता में सुधार करता है।

उच्च घनत्व केबल डिजाइन निम्नलिखित के लिए महत्वपूर्ण हैं:

• बैटरी सघन वाहन

• ईवीटीओएल (इलेक्ट्रिक वर्टिकल टेक-ऑफ और लैंडिंग विमान)

• प्रदर्शन ईवी और कॉम्पैक्ट शहरी ईवी, जहां जगह की कमी है

यह नवाचार का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है, जहां नियमित रूप से नए पेटेंट और प्रोटोटाइप सामग्रियां सामने आती रहती हैं।

वाहन थर्मल प्रबंधन प्रणालियों के साथ एकीकरण

ईवी बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं - और उस गर्मी का प्रबंधन न केवल प्रदर्शन के लिए, बल्किसुरक्षा और दीर्घायुउच्च वोल्टेज केबलों को अब वाहन के साथ एकीकृत किया जा रहा है।थर्मल प्रबंधन प्रणालीइष्टतम परिचालन तापमान बनाए रखने के लिए।

उभरते समाधानों में शामिल हैं:

• ऊष्मीय रूप से सुचालक इन्सुलेशन परतेंजो गर्मी को अधिक कुशलता से नष्ट करते हैं

• लिक्विड-कूल्ड केबल हार्नेसबैटरी पैक के साथ रूट किया गया

• चरण-परिवर्तन सामग्रीथर्मल स्पाइक्स को अवशोषित करने के लिए केबल शीथिंग में एम्बेडेड

• गर्मी फैलाने वाले जैकेट डिजाइनहवादार या धारीदार सतहों के साथ

इस प्रकार का एकीकरण आवश्यक हैअल्ट्रा-फास्ट चार्जिंग परिदृश्यजहां विद्युत प्रवाह का स्तर नाटकीय रूप से बढ़ जाता है और केबलों में तेजी से गर्मी पैदा होती है।

केबल सामग्रियों के माध्यम से सीधे इस गर्मी को प्रबंधित करने में मदद करके, ईवी निर्माता:

• सिस्टम को ज़्यादा गर्म होने से बचाएं

• केबल और कनेक्टर का जीवनकाल बढ़ाएँ

• चार्जिंग प्रदर्शन और सुरक्षा में सुधार करें

विद्युत और तापीय इंजीनियरिंग का यह अभिसरण अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए केबल प्रौद्योगिकी में सबसे रोमांचक और आवश्यक विकासों में से एक है।

भविष्य को आकार देने वाले तकनीकी नवाचार

नैनोमटेरियल-संवर्धित कंडक्टर और इंसुलेटर

नैनोटेक्नोलॉजी उद्योगों में सामग्री विज्ञान को बदल रही है, और ईवी हाई-वोल्टेज केबल इसका अपवाद नहीं हैं।नेनो सामग्रीकंडक्टरों और इन्सुलेशन परतों में, निर्माता प्रदर्शन के नए स्तर को प्राप्त कर रहे हैं।

कंडक्टरों में, नैनोमटेरियल जैसेग्राफीनऔरकार्बन नैनोट्यूबनिम्नलिखित की खोज की जा रही है:

• बेहतर चालकताहल्के वजन के साथ

• बेहतर लचीलापनसंरचनात्मक अखंडता से समझौता किए बिना

• उन्नत तापीय और विद्युतचुंबकीय गुण

इन संवर्द्धनों से अंततः निम्नलिखित परिणाम प्राप्त हो सकते हैं:तांबे के बराबर या उससे बेहतर प्रदर्शन वाले कंडक्टर, लेकिन वजन के एक अंश के साथ - ऊर्जा कुशल, उच्च प्रदर्शन ईवी के लिए एक आदर्श समाधान।

इन्सुलेशन में, नैनोफिलर्स जैसे:

• नैनो सिलिका

• एल्युमिनियम ऑक्साइड नैनोकण

• मिट्टी आधारित नैनोकंपोजिट

पॉलिमर में निम्नलिखित को मिलाया जा रहा है:

• परावैद्युत शक्ति को बढ़ावा दें

• आंशिक निर्वहन और ट्रैकिंग के प्रति प्रतिरोध बढ़ाएँ

• तापीय चालकता में सुधारगर्मी अपव्यय के लिए

ये नैनो-संवर्धित सामग्री भीइन्सुलेशन की मोटाई कम करें, सक्षम करनाछोटे, हल्के केबलउच्च वोल्टेज सहनशीलता के साथ - 800V+ EV आर्किटेक्चर में एक महत्वपूर्ण आवश्यकता।

अभी भी उन्नत विकास चरण में होने के बावजूद, नैनोमटेरियल-संवर्धित केबल प्रौद्योगिकियों से उम्मीद की जाती है कि वेअगले 5-10 वर्षों में व्यावसायिक स्तर पर विस्तार, अगली पीढ़ी के केबल प्रदर्शन की लहर को बढ़ावा दे रहा है।

एम्बेडेड सेंसर वाले स्मार्ट केबल

ईवी प्रणालियां पूर्ण कनेक्टिविटी और वास्तविक समय निगरानी की ओर बढ़ रही हैं - न केवल उपयोगकर्ता इंटरफेस में, बल्कि उनके बुनियादी ढांचे के भीतर भी।स्मार्ट उच्च-वोल्टेज केबलअब विकसित किया जा रहा हैएम्बेडेड सेंसरजो निगरानी कर सकता है:

• तापमान

• वोल्टेज और करंट लोड

• यांत्रिक तनाव और घिसाव

• नमी या इन्सुलेशन उल्लंघन

ये केबल इस प्रकार कार्य करते हैंनिदान उपकरण, मदद करने के लिए:

• असफलताओं का पूर्वानुमान उनके घटित होने से पहले ही लगा लें

• वाहन में शक्ति वितरण को अनुकूलित करें

• अत्यधिक गर्मी और विद्युत क्षति से बचें

• संपूर्ण विद्युत प्रणालियों का जीवनकाल बढ़ाएं

यह नवाचार व्यापक कदम का समर्थन करता हैपूर्वानुमानित रखरखावऔरवाहन स्वास्थ्य निगरानी प्रणाली- बेड़े प्रबंधन, स्वचालित ड्राइविंग सुरक्षा और वारंटी अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण।

सेंसर एकीकरण भी इससे जुड़ा हैऑनबोर्ड डायग्नोस्टिक सिस्टम (ओबीडी)औरक्लाउड-आधारित ईवी प्रबंधन प्लेटफ़ॉर्मयह सुनिश्चित करना कि वाहन का प्रत्येक भाग, यहां तक ​​कि केबल भी, वाहन के मस्तिष्क का हिस्सा हो सके।

परत दक्षता के लिए सह-निष्कासन तकनीक

परंपरागत रूप से, उच्च-वोल्टेज केबल प्रत्येक परत-कंडक्टर, इन्सुलेशन, शील्डिंग, शीथिंग को अलग-अलग एक्सट्रूड करके बनाए जाते हैं-अक्सर कई चरणों और मैनुअल असेंबली की आवश्यकता होती है। यह श्रम-गहन, समय लेने वाला और असंगतता से ग्रस्त है।

सह-एक्सट्रूज़नयह बदलाव हो रहा है। इस प्रक्रिया में, केबल की कई परतें बाहर निकाली जाती हैंइसके साथ ही, एक साथ बंधन मेंनिर्बाध, एकसमान संरचना.

सह-निष्कासन के लाभों में शामिल हैं:

• बेहतर परत आसंजन, प्रदूषण या पानी के प्रवेश के जोखिम को कम करना

• तेज़ उत्पादन गति

• कम स्क्रैप दरें

• अधिक कॉम्पैक्ट और एकसमान केबल डिजाइन

उन्नत सह-एक्सट्रूज़न प्रणालियाँ शामिल की जा सकती हैंतीन, चार या पाँच परतेंएकल विनिर्माण पास में, संयोजन:

• कंडक्टर इन्सुलेशन

• ईएमआई परिरक्षण

• ऊष्मीय सुचालक परतें

• बाहरी सुरक्षा कवच

विनिर्माण में यह सफलता बढ़ती मांग को पूरा करने में मदद कर रही हैईवी केबलों का बड़े पैमाने पर उत्पादनगुणवत्ता या डिजाइन लचीलेपन से समझौता किए बिना।

परावैद्युत शक्ति और वोल्टेज सहनशीलता में नवाचार

जैसे-जैसे ई.वी. आगे बढ़ रहे हैंअल्ट्रा-हाई वोल्टेज सिस्टम—800V, 1000V, और उससे ज़्यादा—पारंपरिक इन्सुलेशन सामग्री अपनी प्रदर्शन सीमा को छूने लगती है। इन वोल्टेज पर, इन्सुलेशन को निम्न का सामना करना पड़ता है:

• उच्च विद्युत क्षेत्र

• कोरोना डिस्चार्ज

• तंग जगहों में ट्रैकिंग और आर्किंग

यही कारण है कि अनुसंधान एवं विकास टीमें विकास कर रही हैंअगली पीढ़ी की परावैद्युत सामग्रीजो संयोजित हैं:

• उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज रेटिंग

• बेहतर उम्र बढ़ने और नमी प्रतिरोध

• बेहतर स्थान दक्षता के लिए पतली परतें

कुछ आशाजनक प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं:

• सिलिकॉन-मिश्रित पॉलिमरअसाधारण वोल्टेज धारण क्षमता के साथ

• फ्लोरोपॉलिमर-लेमिनेटेड इंसुलेशनकठोर रासायनिक और तापमान वातावरण के लिए

• थर्मोप्लास्टिक नैनोकंपोजिट्सपरावैद्युत सुदृढ़ीकरण के लिए

ये नवाचार न केवल सुरक्षा मार्जिन बढ़ाते हैं बल्किपतले और हल्के केबल प्रोफाइल, जो वाहन डिजाइन में महत्वपूर्ण हो सकता है, विशेष रूप से कॉम्पैक्ट ईवी या इलेक्ट्रिक विमान में।

आने वाले वर्षों में,XLPE जैसी मानक इन्सुलेशन सामग्री को धीरे-धीरे प्रतिस्थापित किया जा सकता हैइन उन्नत फार्मूलों द्वारा प्रदर्शन ईवी में सुधार किया जा सकता है।

विनियामक मानक और उद्योग दिशानिर्देश

आईएसओ, आईईसी, एसएई, और जीबी मानक अवलोकन

इलेक्ट्रिक वाहन उच्च-वोल्टेज केबल सामग्री वैश्विक मानकों की एक विस्तृत श्रृंखला के अधीन हैं, जो सुनिश्चित करती हैंसुरक्षा, प्रदर्शन, औरअंतरनिर्माताओं और बाज़ारों में। प्राथमिक विनियामक निकायों में शामिल हैं:

• आईएसओ (अंतर्राष्ट्रीय मानकीकरण संगठन):

  • आईएसओ 6722-1: सड़क वाहनों में 60V-600V अनुप्रयोगों के लिए एकल-कोर केबल निर्दिष्ट करता है।

  • आईएसओ 19642 श्रृंखला: विशेष रूप से 60VDC और 600VDC अनुप्रयोगों (HV EVs सहित) में उपयोग किए जाने वाले सड़क वाहन केबलों को कवर करता है, जिसमें पर्यावरणीय, विद्युत और यांत्रिक आवश्यकताएं शामिल हैं।

• आईईसी (अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल आयोग):

  • आईईसी 60245औरआईईसी 60332रबर इंसुलेटेड केबल और अग्निरोधी से संबंधित।

  • आईईसी 61984ईवी अनुप्रयोगों में केबल प्रणालियों के लिए प्रासंगिक कनेक्टर और इंटरफेस।

• एसएई (सोसाइटी ऑफ ऑटोमोटिव इंजीनियर्स):

  • एसएई जे1654ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में उच्च-वोल्टेज केबलों के लिए प्रदर्शन आवश्यकताएँ।

  • एसएई जे2844औरजे2990ई.वी. सुरक्षा दिशानिर्देश और उच्च-वोल्टेज घटकों को संभालने के मानक।

• जीबी/टी (चीन राष्ट्रीय मानक):

  • जीबी/टी 25085, 25087, 25088चीनी बाज़ारों में ऑटोमोटिव सेटिंग्स में बिजली के तार और केबल के प्रदर्शन के लिए मानक परिभाषित करना।

  • जी.बी./टी. मानक प्रायः अंतर्राष्ट्रीय मानदंडों के अनुरूप होते हैं, लेकिन स्थानीय परीक्षण स्थितियों और सुरक्षा प्रोटोकॉल को प्रतिबिंबित करते हैं।

किसी भी निर्माता के लिए जो किसी नए बाजार या OEM साझेदारी में प्रवेश कर रहा है,प्रमाणन अनुपालनवैकल्पिक नहीं है। यह कानूनी संचालन सुनिश्चित करता है और वाहन प्लेटफ़ॉर्म के लिए वैश्विक मापनीयता का समर्थन करता है।

ताप आयुवृद्धि, वोल्टेज सहनशीलता और सुरक्षा के लिए परीक्षण

ईवी में एचवी केबल सामग्री की अखंडता को मान्य करने के लिए व्यापक परीक्षण की आवश्यकता होती है। ये परीक्षण दीर्घकालिक उपयोग, चरम स्थितियों और संभावित खतरों का अनुकरण करते हैं। मुख्य परीक्षण श्रेणियों में शामिल हैं:

• थर्मल एजिंग परीक्षण:

  • मूल्यांकन करें कि लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहने के बाद सामग्री कैसा प्रदर्शन करती है (उदाहरण के लिए, 3,000+ घंटों के लिए 125°C)।

  • सुनिश्चित करें कि इन्सुलेशन और जैकेट में दरार न पड़े, वे विकृत न हों, या उनकी यांत्रिक शक्ति कम न हो।

• डाइइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन और इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण:

  • उच्च वोल्टेज पर विद्युतीय टूटने का प्रतिरोध करने की केबल की क्षमता को मापें।

  • सामान्य परीक्षण वोल्टेज रेटिंग के आधार पर 1,000V से 5,000V तक होता है।

• ज्वाला प्रसार परीक्षण:

  • ऊर्ध्वाधर ज्वाला परीक्षण(आईईसी 60332-1) औरयूएल 94आम हैं.

  • सामग्री से आग फैलने में योगदान नहीं होना चाहिए अथवा घना जहरीला धुआं नहीं निकलना चाहिए।

• शीत लचीलापन और घर्षण परीक्षण:

  • सर्दियों की परिस्थितियों में और कंपन-भारी संचालन के दौरान केबल के स्थायित्व का आकलन करें।

• रासायनिक प्रतिरोध परीक्षण:

  • ब्रेक द्रव, इंजन तेल, बैटरी एसिड और सफाई एजेंटों के संपर्क का अनुकरण करता है।

• जल स्प्रे और संघनन परीक्षण:

  • फर्श के नीचे या HVAC प्रणालियों के निकट बिछाई गई केबलों के लिए महत्वपूर्ण।

परिणाम यह निर्धारित करते हैं कि सामग्री उपयोग के लिए स्वीकृत है या नहींमानक यात्री ईवी, वाणिज्यिक ट्रक, या चरम-ड्यूटी वातावरणजैसे ऑफ-रोड और औद्योगिक ई.वी.

पर्यावरण अनुपालन: RoHS, REACH, ELV

केबल सामग्री का चयन और प्रमाणन करते समय पर्यावरण संबंधी नियम भी उतने ही महत्वपूर्ण हैं। ये सुनिश्चित करते हैं किसंपूर्ण वाहन - यहां तक ​​कि इसकी वायरिंग भी - गैर विषैले, पुनर्चक्रण योग्य और पर्यावरण अनुकूल है.

• RoHS (खतरनाक पदार्थों का प्रतिबंध):

  • ऑटोमोटिव वायरिंग में सीसा, कैडमियम, पारा और कुछ अग्निरोधी पदार्थों के उपयोग पर प्रतिबंध या सीमा लगाई गई है।

  • वैश्विक वितरण के लिए सभी EV केबल सामग्री RoHS अनुरूप होनी चाहिए।

• REACH (रसायनों का पंजीकरण, मूल्यांकन, प्राधिकरण और प्रतिबंध):

  • यूरोप में रासायनिक सुरक्षा को नियंत्रित करता है।

  • किसी भी मामले में पूर्ण पारदर्शिता की आवश्यकता हैअति उच्च चिंता के पदार्थ (एस.वी.एच.सी.)केबल यौगिकों में उपयोग किया जाता है।

• ई.एल.वी. (वाहन का जीवन-अंत निर्देश):

  • अधिदेश है किकिसी वाहन का कम से कम 95%पुनर्चक्रणीय या पुनः प्रयोज्य होना चाहिए।

  • पुनर्चक्रणीय और गैर-हैलोजनयुक्त केबल सामग्रियों के विकास को बढ़ावा देना।

इन विनियमों का पालन करना केवल इतना ही नहीं हैकानूनी अनुपालन. यह बनाता हैब्रांड विश्वसनीयता, कम कर देता हैआपूर्ति शृंखला जोखिम, और सुनिश्चित करता हैपर्यावरणीय स्थिरताई.वी. के सम्पूर्ण जीवनचक्र के दौरान।

एच.वी. केबल सामग्री नवाचार के पीछे बाजार चालक

ईवी बैटरी प्रौद्योगिकी उन्नति

जैसे-जैसे ईवी बैटरियां विकसित होती हैं - सघन होती हैं, तेजी से चार्ज होती हैं, और उच्च वोल्टेज वाली होती हैं - सहायक केबल सामग्री को समानांतर रूप से विकसित होना चाहिए।

केबल सामग्री के लिए मुख्य निहितार्थ निम्नलिखित हैं:

• उच्च धारा प्रवाह, जिसके लिए मोटे कंडक्टर या अधिक ऊष्मीय प्रतिरोधी इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है

• वोल्टेज स्पाइक्सपुनर्योजी ब्रेकिंग और तीव्र त्वरण के दौरान, बेहतर परावैद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है

• अधिक कॉम्पैक्ट बैटरी डिज़ाइन, केबल रूटिंग के लिए जगह की कमी पैदा करना

केबल प्रणालियों को अबबैटरी प्रणालियों के साथ तालमेल बनाए रखेंद्वारा अर्पित:

• ग्रेटरथर्मल प्रबंधन

• उच्चFLEXIBILITY

• बेहतरतनाव के तहत विद्युत प्रदर्शन

निर्माता नई इन्सुलेशन परतें विकसित कर रहे हैंनवीनतम बैटरी मॉड्यूल की थर्मल और रासायनिक स्थिरता को प्रतिबिंबित करें, निर्बाध एकीकरण और प्रदर्शन संरेखण को सक्षम करना।

तेज़ चार्जिंग और उच्च वोल्टेज के लिए प्रयास

ईवी ग्राहक तेजी से चार्ज होने की उम्मीद करते हैं - आदर्श रूप से 15 मिनट या उससे कम समय में 80% चार्ज हो जाना। इस उम्मीद को पूरा करने के लिए, ईवी सिस्टम में बदलाव किया जा रहा हैअल्ट्रा-फास्ट चार्जिंग इंफ्रास्ट्रक्चरका उपयोग करते हुए800V+ आर्किटेक्चर.

लेकिन तेज़ चार्जिंग का मतलब है:

• अधिक गर्मीबिजली हस्तांतरण के दौरान केबलों में उत्पन्न

• उच्चतम शिखर धारा, कंडक्टर और इन्सुलेशन दोनों पर दबाव डालना

• अधिक सुरक्षा जोखिम, विशेष रूप से पर्यावरण के संपर्क में आने पर

इस समस्या के समाधान के लिए, केबल सामग्रियों को निम्नलिखित के साथ इंजीनियर किया जा रहा है:

• बेहतर तापीय चालकता

• स्तरित ताप अपव्यय रणनीतियाँ

• अग्निरोधी, उच्च टिकाऊ इन्सुलेशन जो थर्मल साइकलिंग का प्रतिरोध करता है

यह नवाचार सुनिश्चित करता है कि केबलें क्षतिग्रस्त न होंउच्च गति चार्जिंग पारिस्थितिकी तंत्र में बाधाएं— वाहनों और डीसी फास्ट चार्जिंग स्टेशनों दोनों में।

विस्तारित रेंज के लिए वजन में कमी

ईवी में बचाए गए प्रत्येक किलोग्राम का अर्थ हैअधिक रेंज या बेहतर दक्षताकेबल वजन को कम करने में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं - विशेष रूप से लंबे, उच्च-शक्ति वाले मार्गों में जैसे:

• बैटरी-से-इन्वर्टर कनेक्शन

• चार्जिंग इनपुट सिस्टम

• ट्रैक्शन मोटर केबलिंग

इस मांग ने निम्नलिखित को बढ़ावा दिया है:

• एल्युमिनियम कंडक्टर

• फोमयुक्त या मिश्रित इन्सुलेशन

• उच्च परावैद्युत शक्ति के साथ लघुकृत केबल प्रोफाइल

लक्ष्य?न्यूनतम सामग्री के साथ अधिकतम शक्ति, दहन वाहनों के साथ रेंज समानता की खोज में ऑटोमेकरों का समर्थन करना।

स्थायित्व और लागत दक्षता के लिए OEM आवश्यकताएँ

मूल उपकरण निर्माता (ओईएम) दोनों पर सख्त विनिर्देश लागू कर रहे हैंप्रदर्शन और कीमतवे ऐसे केबल चाहते हैं जो:

• अंतिमकम से कम 15–20 वर्षकठोर मोटर वाहन परिस्थितियों में

• ज़रूरत होनान्यूनतम रखरखाव या प्रतिस्थापन

• सहायतास्वचालित विनिर्माण और असेंबली लाइनें

• कुल सामग्री लागत कम करेंगुणवत्ता का त्याग किए बिना

इसने केबल आपूर्तिकर्ताओं को इस ओर धकेल दिया हैमॉड्यूलर डिजाइन, स्मार्ट डायग्नोस्टिक्स, औरबड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता-सभी उन्नत सामग्री इंजीनियरिंग पर आधारित हैं।

इन आवश्यकताओं को पूरा करना वैकल्पिक नहीं है - यहआपूर्तिकर्ता अनुबंध कैसे जीतते हैंऔर ईवी बाजार में प्रतिस्पर्धी बने रहें।

सामग्री विकास और बड़े पैमाने पर उत्पादन में चुनौतियाँ

लागत, प्रदर्शन और स्थिरता में संतुलन

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए उच्च प्रदर्शन वाली केबल सामग्री विकसित करना एक नाजुक संतुलन कार्य है। इंजीनियरों और निर्माताओं को संयोजन का काम सौंपा गया हैतापीय, यांत्रिक और विद्युत प्रदर्शनसाथकम पर्यावरणीय प्रभावऔरलागत क्षमतासमस्या क्या है? इनमें से प्रत्येक प्राथमिकता में टकराव हो सकता है।

उदाहरण के लिए:

• उच्च तापमान सामग्रीजैसे फ्लोरोपॉलिमर अच्छा प्रदर्शन करते हैं लेकिन महंगे होते हैं और उन्हें पुनर्चक्रित करना कठिन होता है।

• पुनर्चक्रणीय थर्मोप्लास्टिक्सस्थिरता लाभ प्रदान करते हैं, लेकिन पर्याप्त ताप प्रतिरोध या परावैद्युत शक्ति का अभाव हो सकता है।

• हल्की सामग्रीऊर्जा की खपत कम करने के लिए अक्सर जटिल विनिर्माण तकनीकों की आवश्यकता होती है।

सही संतुलन बनाने के लिए, निर्माताओं को यह करना होगा:

• सामग्री मिश्रणों को अनुकूलित करेंहाइब्रिड पॉलिमर या स्तरित इन्सुलेशन का उपयोग करना

• स्क्रैप और अपशिष्ट को कम करेंएक्सट्रूज़न और केबल निर्माण के दौरान

• मानकीकृत, स्केलेबल केबल डिज़ाइन विकसित करेंजो कई ईवी प्लेटफॉर्म के अनुकूल है

अनुसंधान एवं विकास में निवेश आवश्यक है, लेकिनक्रॉस-फ़ंक्शनल सहयोगसामग्री वैज्ञानिकों, उत्पादन इंजीनियरों और विनियामक विशेषज्ञों के बीच। सफल होने वाली कंपनियाँ वे होंगी जोव्यावहारिकता या लागत नियंत्रण से समझौता किए बिना नवाचार करना.

उन्नत पॉलिमर के लिए आपूर्ति श्रृंखला जटिलता

ईवी उच्च-वोल्टेज केबलों में उपयोग किए जाने वाले उच्च-प्रदर्शन पॉलिमर - जैसे टीपीई, एचएफएफआर और फ्लोरोपॉलिमर - अक्सर इस पर निर्भर करते हैं:

• विशेष रसायन आपूर्तिकर्ता

• मालिकाना फॉर्मूलेशन

• जटिल प्रमाणीकरण और हैंडलिंग प्रक्रियाएं

यह परिचय देता हैआपूर्ति श्रृंखला की कमजोरियाँविशेषकर ऐसे विश्व में जो निम्नलिखित से तेजी से प्रभावित हो रहा है:

• कच्चे माल की कमी

• भू-राजनीतिक व्यापार तनाव

• कार्बन पदचिह्न प्रतिबंध

इसे कम करने के लिए केबल निर्माता निम्नलिखित उपाय तलाश रहे हैं:

• कच्चे माल की स्थानीयकृत सोर्सिंग

• इन-हाउस कम्पाउंडिंग और एक्सट्रूज़न सुविधाएं

• अधिक लचीली वैश्विक उपलब्धता वाली सामग्रियाँ

बदले में, ओईएम आपूर्ति श्रृंखला पारदर्शिता की मांग कर रहे हैं और आपूर्तिकर्ताओं पर दबाव डाल रहे हैंसामग्री विकल्पों में विविधता लाएंप्रदर्शन या अनुपालन का त्याग किए बिना। यह बदलाव अवसरों का सृजन करता हैछोटे, क्षेत्रीय सामग्री प्रदाताजो चपलता और लचीलापन प्रदान कर सकें।

स्वचालित विनिर्माण लाइनों में एकीकरण

चूंकि ईवी उत्पादन प्रति वर्ष लाखों इकाइयों में बढ़ रहा है, इसलिए स्वचालन अब वैकल्पिक नहीं रह गया है - यह एक आवश्यकता बन गया है। हालाँकि,केबल स्थापना सबसे अधिक श्रम-गहन भागों में से एक हैवाहन असेंबली की.

क्यों? क्योंकि:

• एचवी केबल को तंग, परिवर्तनीय चेसिस स्थानों के माध्यम से रूट किया जाना चाहिए

• उनका लचीलापन सामग्री और कंडक्टर के आकार के आधार पर भिन्न होता है

• क्षति को रोकने के लिए अक्सर मैन्युअल हैंडलिंग की आवश्यकता होती है

इसलिए भौतिक नवाचारों को समर्थन देना चाहिए:

• रोबोटिक हैंडलिंग और झुकना

• लगातार कुंडलित और अकुंडलित व्यवहार

• मानकीकृत कनेक्टर एकीकरण

• पूर्व-निर्मित या पूर्व-रूटेड केबल किट

निर्माता विकसित कर रहे हैंफॉर्म-स्थिर केबल शीथिंग सामग्रीजो झुकने के बाद भी अपना आकार बनाए रखते हैं,कम घर्षण जैकेटजो आसानी से केबल गाइड और अंडरबॉडी क्लिप में फिट हो जाते हैं।

जो सामग्री को एकीकृत करने में सफल होते हैंस्वचालित असेंबली प्रक्रियाएंलागत, गति और मापनीयता में निर्णायक लाभ मिलेगा।

क्षेत्रीय रुझान और नवाचार केंद्र

ईवी सामग्री नवाचार में चीन का नेतृत्व

चीनदुनिया का सबसे बड़ा ईवी बाज़ार, और यह उच्च वोल्टेज केबल सामग्री विकास में अग्रणी है। चीनी केबल निर्माताओं और सामग्री आपूर्तिकर्ताओं को इससे लाभ मिलता है:

• प्रमुख ईवी ओईएम से निकटताजैसे BYD, NIO, XPeng, और Geely

• स्थानीय सामग्री स्रोत के लिए सरकारी प्रोत्साहन

• नवीकरणीय और पुनर्चक्रणीय सामग्रियों में भारी निवेश

चीनी अनुसंधान एवं विकास प्रयोगशालाएं निम्नलिखित क्षेत्रों में सीमाओं को आगे बढ़ा रही हैं:

• एल्युमिनियम कंडक्टर एक्सट्रूज़न

• नैनो-संवर्धित अग्निरोधी सामग्री

• एकीकृत ताप-विद्युत केबल प्रणालियाँ

चीन भी इसका एक प्रमुख निर्यातक है।जीबी-अनुरूप एचवी केबल प्रणालियाँ, तेजी से एशिया, अफ्रीका और पूर्वी यूरोप को लागत प्रभावी, मध्य-श्रेणी के समाधान प्रदान कर रहा है।

यूरोप का ध्यान स्थिरता और पुनर्चक्रण पर

जर्मनी, फ्रांस और नीदरलैंड जैसे यूरोपीय नवाचार केंद्र इस बात पर जोर दे रहे हैंचक्राकार अर्थव्यवस्था डिजाइन. यूरोपीय संघ के नियम जैसेपहुँचनाऔरईएलवीअन्य अधिकांश क्षेत्रों की तुलना में सख्त हैं, जिससे आपूर्तिकर्ताओं को निम्नलिखित की ओर धकेला जा रहा है:

• कम विषाक्तता वाली, पूर्णतः पुनर्चक्रण योग्य केबल सामग्री

• बंद लूप रीसाइक्लिंग के साथ थर्मोप्लास्टिक इन्सुलेशन सिस्टम

• नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा संचालित हरित विनिर्माण

इसके अलावा, यूरोपीय संघ की परियोजनाएं जैसेक्षितिज यूरोपकेबल निर्माताओं, ऑटोमेकर्स और पॉलीमर शोधकर्ताओं के बीच सहयोगात्मक अनुसंधान एवं विकास को निधि देना। इनमें से कई प्रयासों का उद्देश्य विकास करना हैमानकीकृत, मॉड्यूलर केबल आर्किटेक्चरजो सामग्री के उपयोग को न्यूनतम करते हुए प्रदर्शन को अधिकतम करते हैं।

अगली पीढ़ी के केबल स्टार्टअप में अमेरिकी निवेश

जबकि अमेरिकी ईवी बाजार अभी भी परिपक्व हो रहा है, पीछे मजबूत गति हैअगली पीढ़ी की सामग्री नवाचार, विशेष रूप से स्टार्टअप और विश्वविद्यालय स्पिन-ऑफ से। फोकस क्षेत्रों में शामिल हैं:

• ग्राफीन आधारित कंडक्टर

• स्व-उपचार इन्सुलेशन

• क्लाउड प्लेटफॉर्म से जुड़े स्मार्ट केबल इकोसिस्टम

कैलिफोर्निया और मिशिगन जैसे राज्य इसके लिए आकर्षण का केन्द्र बन गए हैं।ईवी अवसंरचना वित्तपोषण, स्थानीय आपूर्तिकर्ताओं को टेस्ला, रिवियन, ल्यूसिड मोटर्स और अन्य घरेलू ब्रांडों के लिए नए एचवी केबल समाधान विकसित करने में मदद करना।

अमेरिका इस बात पर भी जोर देता हैसैन्य-ग्रेड और एयरोस्पेस क्रॉसओवर प्रौद्योगिकी, विशेष रूप से उच्च प्रदर्शन इन्सुलेशन और हल्के डिजाइन में - जो इसे अग्रणी बनाता हैचरम-प्रदर्शन केबल सिस्टमउच्च-स्तरीय या भारी-ड्यूटी ई.वी. के लिए।

एशिया-प्रशांत आपूर्ति श्रृंखलाओं में सहयोग

चीन के अलावा, जैसे देशदक्षिण कोरिया, जापान और ताइवाननवाचार केन्द्र के रूप में उभर रहे हैंविशेष पॉलिमर और इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड केबल सामग्रीएलजी केम, सुमितोमो और मित्सुई जैसी प्रमुख रासायनिक कंपनियां हैं:

• विकासशीलटीपीई और एक्सएलपीई वेरिएंटबेहतर गुणों के साथ

• उपलब्ध कराने केकम-ढांकता हुआ और EMI-अवरोधक सामग्रीवैश्विक केबल उत्पादकों के लिए

• वैश्विक ओईएम के साथ साझेदारीसह-ब्रांडेड केबल सिस्टम

जापान का मोटर वाहन क्षेत्र प्राथमिकता जारी रखता हैकॉम्पैक्ट, उच्च इंजीनियर केबल समाधान, जबकि कोरिया का ध्यानबड़े पैमाने पर उत्पादन स्केलेबिलिटीमुख्यधारा ईवी अपनाने के लिए।

एशिया-प्रशांत क्षेत्र में यह क्षेत्रीय तालमेल भारत को सशक्त बना रहा है।वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाऔर यह सुनिश्चित करना कि एचवी केबल नवाचार दोनों बना रहेउच्च तकनीक और उच्च मात्रा.

रणनीतिक अवसर और निवेश हॉटस्पॉट

अगली पीढ़ी के पॉलिमरिक यौगिकों में अनुसंधान एवं विकास

उच्च-वोल्टेज केबल सामग्रियों का भविष्य इसमें निहित हैउन्नत पॉलिमर का निरंतर विकासचरम ऑटोमोटिव वातावरण के लिए अनुकूलित। अनुसंधान एवं विकास में निवेश अब निम्नलिखित बनाने पर केंद्रित है:

• बहु-कार्यात्मक सामग्रीजो गर्मी प्रतिरोध, लचीलापन और अग्निरोधी क्षमता को एक साथ जोड़ते हैं

• जैव-आधारित पॉलिमरजो टिकाऊ और पुनर्चक्रण योग्य हों

• स्मार्ट पॉलिमरजो तापमान या वोल्टेज में परिवर्तन के प्रति स्व-विनियमन व्यवहार के साथ प्रतिक्रिया करते हैं

नवप्रवर्तन हॉटस्पॉट में शामिल हैं:

• सामग्री स्टार्टअपहरित थर्मोप्लास्टिक्स में विशेषज्ञता

• विश्वविद्यालय-नेतृत्व वाला संघनैनोकंपोजिट संवर्द्धन पर काम करना

• कॉर्पोरेट प्रयोगशालाएँमालिकाना बहुलक मिश्रणों में निवेश करना

ये यौगिक न केवल पर्यावरण के लिए बेहतर हैं - वे प्रदूषण को भी कम करते हैंकेबल निर्माण की कुल लागतपरतों को सुव्यवस्थित करके और उत्पादन को सरल बनाकर। उच्च-विकास के अवसरों की तलाश करने वाले निवेशकों को इस सामग्री नवाचार क्षेत्र में उपजाऊ जमीन मिल रही है, खासकर तब जब वैश्विक OEM लंबी अवधि के EV बदलावों के लिए प्रतिबद्ध हैं।

हल्के कंडक्टर उत्पादन का स्थानीयकरण

वजन में कमी ईवी प्रदर्शन में सबसे शक्तिशाली लीवरों में से एक है - औरहल्के कंडक्टर निर्माणस्थानीय निवेश के लिए एक उभरता हुआ हॉटस्पॉट है। वर्तमान में, दुनिया के अधिकांश उच्च-ग्रेड एल्यूमीनियम कंडक्टर और विशेष कॉपर एक्सट्रूज़न कुछ क्षेत्रों में केंद्रीकृत हैं। इस क्षमता को स्थानीयकृत करने से निम्न लाभ मिलते हैं:

• आपूर्ति श्रृंखला लचीलापन

• तेजी से बदलाव और अनुकूलन

• परिवहन और कार्बन लागत में कमी

भारत, वियतनाम, ब्राजील और दक्षिण अफ्रीका जैसे देशों में नए संयंत्रों का निर्माण किया जा रहा है:

• एल्यूमीनियम मिश्र धातु की छड़ें और तार का उत्पादन

• उच्च शुद्धता वाले तांबे के धागे बनाएं

• क्षेत्रीय EV उपयोग के लिए BIS, NBR, या SABS जैसे स्थानीय मानकों को लागू करें

यह स्थानीयकरण प्रवृत्ति विशेष रूप से उन OEM के लिए आकर्षक है जो स्थानीयकरण मानकों का अनुपालन करना चाहते हैं।घरेलू सामग्री विनियमनसाथ ही उनकी स्थिरता मीट्रिक को बढ़ावा मिलेगा।

विशिष्ट अनुप्रयोग: ईवीटीओएल, भारी ईवी और हाइपरकार

जबकि अधिकांश ध्यान मुख्यधारा के ईवी पर है, नवाचार का वास्तविक लाभ इसमें हो रहा हैआला और उभरते हुए क्षेत्र, जहां केबल सामग्री का प्रदर्शन चरम सीमा तक पहुंच जाता है।

• ईवीटीओएल (इलेक्ट्रिक वर्टिकल टेक-ऑफ और लैंडिंग विमान)विमानन-ग्रेड इन्सुलेशन के साथ अल्ट्रा-लाइट, अल्ट्रा-लचीले केबल की आवश्यकता होती है जो तेजी से थर्मल परिवर्तन और यांत्रिक कंपन को झेल सके।

• भारी-भरकम ई.वी.बसों और ट्रकों सहित, मांगसुपर हाई-करंट केबलमजबूत बाहरी आवरण के साथ जो यांत्रिक दुरुपयोग का प्रतिरोध करता है और विस्तारित स्थायित्व प्रदान करता है।

• हाइपरकार और प्रदर्शन ईवीजैसे लोटस, रिमेक या टेस्ला के रोडस्टर का उपयोग800V+ सिस्टमऔर ऐसे केबलों की आवश्यकता है जो तीव्र चार्जिंग, पुनर्योजी ब्रेकिंग और उन्नत कूलिंग का समर्थन कर सकें।

ये खंड प्रदान करते हैं:

• उच्च मार्जिनभौतिक नवाचार के लिए

• प्रारंभिक अपनाने वाले प्लेटफॉर्मऐसी प्रौद्योगिकियों के लिए जो अभी तक बड़े पैमाने पर व्यवहार्य नहीं हैं

• अद्वितीय सह-ब्रांडिंग अवसरनए आयाम स्थापित करने वाले आपूर्तिकर्ताओं के लिए

सामग्री कंपनियों और केबल उत्पादकों के लिए, यह परीक्षण और परिशोधन के लिए एक प्रमुख स्थान हैप्रीमियम केबल सिस्टमव्यापक रोलआउट से पहले।

मौजूदा ईवी बेड़े का नवीनीकरण और उन्नयन

एक और अनदेखा अवसर हैरेट्रोफिटिंग और अपग्रेड बाजारजैसे-जैसे प्रारंभिक पीढ़ी के इलेक्ट्रिक वाहन पुराने होते जाते हैं, वे निम्नलिखित प्रस्तुत करते हैं:

• एक जरूरतखराब हो चुके एच.वी. केबलिंग को बदलें

• अवसरउच्च वोल्टेज या तेज़ चार्जिंग के लिए सिस्टम को अपग्रेड करें

• विनियामक आवश्यकताएँअग्नि सुरक्षा या उत्सर्जन अनुपालन अद्यतन

केबल उत्पादकों की पेशकशमॉड्यूलर, ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन किटइसका उपयोग कर सकते हैं:

• सरकारों और लॉजिस्टिक्स फर्मों द्वारा संचालित बेड़े

• प्रमाणित मरम्मत की दुकानें और सेवा नेटवर्क

• बैटरी प्रतिस्थापन फ़र्म और अपसाइक्लिंग परिचालन

यह बाज़ार विशेष रूप से उन क्षेत्रों में आकर्षक है, जहाँ पहली बार इलेक्ट्रिक वाहन अपनाने की बड़ी लहर है (जैसे, नॉर्वे, जापान, कैलिफ़ोर्निया), जहाँ सबसे पुराने इलेक्ट्रिक वाहन अब वारंटी से बाहर हो रहे हैं और उन्हें मरम्मत की आवश्यकता है।विशेष आफ्टरमार्केट पार्ट्स.

भविष्य का दृष्टिकोण और दीर्घकालिक अनुमान

उच्च-वोल्टेज 800V+ सिस्टम संगतता

400V से 400V तक का संक्रमण800V+ EV प्लेटफॉर्मअब यह सिर्फ़ एक चलन नहीं रह गया है - यह अगली पीढ़ी के प्रदर्शन के लिए मानक बन गया है। हुंडई, पोर्श और ल्यूसिड जैसी ऑटोमेकर पहले से ही इन सिस्टम को लागू कर रही हैं, और बड़े पैमाने पर बिकने वाले ब्रांड भी तेज़ी से इसका अनुसरण कर रहे हैं।

केबल सामग्री में अब निम्नलिखित शामिल होना चाहिए:

• उच्च परावैद्युत शक्ति

• बेहतर EMI परिरक्षण

• अल्ट्रा-फास्ट चार्जिंग स्थितियों के तहत बेहतर थर्मल स्थिरता

इस बदलाव के लिए निम्नलिखित की आवश्यकता है:

• पतली, हल्की इन्सुलेशन सामग्रीसमान या बेहतर प्रदर्शन के साथ

• एकीकृत थर्मल प्रबंधन सुविधाएँकेबल डिजाइन के भीतर

• पूर्व-इंजीनियर संगतता800V कनेक्टर और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ

दीर्घकालिक दृष्टिकोण स्पष्ट है:केबलों को विकसित करना होगा या पीछे छोड़ देना होगाजो आपूर्तिकर्ता इस विकास की आशा करेंगे, वे अग्रणी ईवी ब्रांडों के साथ अनुबंध के लिए बेहतर स्थिति में होंगे।

पूर्णतः एकीकृत केबल मॉड्यूल की ओर रुझान

केबल सिस्टम अब सिर्फ वायरिंग से कहीं आगे जा रहे हैं - वे विकसित हो रहे हैंप्लग-एंड-प्ले मॉड्यूलजो एकीकृत करते हैं:

• पावर कंडक्टर

• सिग्नल लाइनें

• शीतलन चैनल

• ईएमआई शील्ड

• स्मार्ट सेंसर

ये मॉड्यूलर प्रणालियाँ:

• असेंबली समय कम करें

• विश्वसनीयता में सुधार

• तंग ईवी चेसिस लेआउट के भीतर रूटिंग को सरल बनाएं

भौतिक निहितार्थों में निम्नलिखित की आवश्यकता शामिल है:

• बहु-परत संगतता

• विविध बहुलक मिश्रणों का सह-निष्कासन

• स्मार्ट सामग्री व्यवहार, जैसे थर्मल या वोल्टेज प्रतिक्रियाशीलता

यह प्रवृत्ति उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में घटित हुई घटना को प्रतिबिंबित करती है-कम घटक, अधिक एकीकरण, बेहतर प्रदर्शन.

स्वायत्त और कनेक्टेड ईवी प्लेटफॉर्म में भूमिका

जैसे-जैसे ई.वी. पूर्ण स्वायत्तता की ओर बढ़ रहे हैं, इनकी मांग भी बढ़ती जा रही है।संकेत स्पष्टता, डेटा स्थानांतरण अखंडता, औरवास्तविक समय निदानउच्च-वोल्टेज केबल सामग्री निम्नलिखित को सक्षम करने में बढ़ती भूमिका निभाएगी:

• कम शोर वाला वातावरणरडार और LiDAR के लिए महत्वपूर्ण

• बिजली के साथ-साथ डेटा संचरणसंयुक्त हार्नेस में

• स्व-निगरानी केबलजो स्वायत्त वाहन नियंत्रण प्रणालियों में निदान को फीड करते हैं

सामग्री को समर्थन करना चाहिए:

• हाइब्रिड इलेक्ट्रिक-डेटा शील्डिंग

• डिजिटल सिग्नल हस्तक्षेप का प्रतिरोध

• नए सेंसर-समृद्ध डिज़ाइनों के लिए लचीलापन

ई.वी. का भविष्य इलेक्ट्रिक है - लेकिन साथ हीबुद्धिमान, जुड़ा हुआ और स्वायत्तउच्च-वोल्टेज केबल सामग्री सिर्फ सहायक तत्व नहीं हैं - वे इन स्मार्ट वाहनों की कार्यप्रणाली और संचार के लिए केन्द्रीय तत्व बन रहे हैं।

निष्कर्ष

इलेक्ट्रिक वाहन उच्च वोल्टेज केबल सामग्री का विकास केवल रसायन विज्ञान और चालकता की कहानी नहीं है - यह इसके बारे में हैगतिशीलता के भविष्य की इंजीनियरिंगजैसे-जैसे इलेक्ट्रिक वाहन अधिक शक्तिशाली, कुशल और बुद्धिमान होते जा रहे हैं, उनके आंतरिक नेटवर्क को शक्ति प्रदान करने वाली सामग्रियों को भी उनकी गति के अनुरूप होना होगा।

सेहल्के कंडक्टर और पुनर्चक्रण योग्य इन्सुलेशन to स्मार्ट केबल और उच्च वोल्टेज संगतताइस क्षेत्र को आकार देने वाले नवाचार उतने ही गतिशील हैं जितने कि वे वाहन जिनकी वे सेवा करते हैं। अवसर बहुत बड़े हैं - शोधकर्ताओं, निर्माताओं, निवेशकों और OEMs के लिए समान रूप से।

अगली बड़ी सफलता? यह हो सकता हैनैनो-इंजीनियर्ड इन्सुलेटर, एमॉड्यूलर केबल प्लेटफॉर्म, या एकजैव-आधारित कंडक्टरजो ई.वी. में स्थिरता को नया आकार देता है। एक बात स्पष्ट है: भविष्य नवाचार के लिए तैयार है।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1. ईवी उच्च-वोल्टेज केबलों में पारंपरिक इन्सुलेशन की जगह कौन सी सामग्रियां ले रही हैं?
पुनर्चक्रणीय थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स (टीपीई), हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी (एचएफएफआर) यौगिक, और सिलिकॉन-आधारित पॉलिमर अपने बेहतर तापीय, पर्यावरणीय और सुरक्षा प्रदर्शन के कारण तेजी से पीवीसी और एक्सएलपीई का स्थान ले रहे हैं।

2. उच्च-वोल्टेज केबल डिज़ाइन ईवी प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?
केबल डिज़ाइन वजन, ऊर्जा हानि, EMI और थर्मल दक्षता को प्रभावित करता है। हल्के, बेहतर इंसुलेटेड केबल रेंज, चार्जिंग समय और समग्र सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार करते हैं।

3. क्या वाणिज्यिक ई.वी. में स्मार्ट केबल एक वास्तविकता है?
हां, कई उच्च-स्तरीय और फ्लीट ईवी मॉडलों में अब तापमान, वोल्टेज और इन्सुलेशन मॉनिटरिंग के लिए एम्बेडेड सेंसर युक्त केबल शामिल हैं, जो पूर्वानुमानित रखरखाव और सिस्टम सुरक्षा को बढ़ाते हैं।

4. ईवी केबल सामग्री अनुमोदन के लिए प्रमुख नियम क्या हैं?
प्रमुख मानकों में ISO 6722, SAE J1654, IEC 60332, RoHS, REACH और ELV अनुपालन शामिल हैं। ये प्रदर्शन, सुरक्षा और पर्यावरणीय प्रभाव को कवर करते हैं।

5. एचवी केबल सामग्री अनुसंधान एवं विकास में कौन सा क्षेत्र अग्रणी है?
चीन मात्रा और औद्योगिक एकीकरण में अग्रणी है; यूरोप स्थिरता और पुनर्चक्रण पर ध्यान केंद्रित करता है; अमेरिका और जापान उच्च तकनीक और एयरोस्पेस-ग्रेड सामग्री में उत्कृष्ट हैं।