신에너지 자동차(EV, PHEV, HEV) 분야에서 고전압 케이블 소재 선택은 차량의 안전, 내구성 및 성능에 매우 중요합니다. 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 실리콘 고무는 가장 일반적인 절연 소재이지만, 고온 성능, 절연 특성, 기계적 강도 등에서 상당한 차이가 있습니다.
전반적으로, 둘 다XLPE실리콘 고무는 자동차 내부 케이블에 널리 사용됩니다. 그렇다면 신에너지 자동차의 고전압 케이블에는 어떤 소재가 더 적합할까요?
신에너지 자동차용 고전압 케이블에 고성능 절연 재료가 필요한 이유는 무엇일까요?
신에너지 자동차에 사용되는 고전압 케이블은 주로 배터리 팩, 모터, 전자 제어 시스템 및 충전 시스템에 사용되며, 작동 전압은 600V에서 1500V 또는 그 이상에 이릅니다.
이를 위해서는 케이블에 다음 사항이 필요합니다.
1) 뛰어난 절연 성능으로 전기 고장을 방지하고 안전을 보장합니다.
2) 열악한 작동 환경을 견디고 절연 열화를 방지하는 탁월한 고온 저항성.
3) 기계적 스트레스, 굽힘, 진동 및 마모에 대한 강한 저항성.
4) 복잡한 환경에 적응하고 수명을 연장할 수 있는 우수한 화학적 부식 저항성.
현재 신에너지 자동차에 사용되는 고전압 케이블의 절연층은 주로 XLPE 또는 실리콘 고무를 사용합니다. 아래에서는 이 두 소재를 자세히 비교해 보겠습니다.
표에서 볼 수 있듯이 XLPE는 내전압, 기계적 강도, 내노화성 및 비용 효율성 측면에서 우수한 성능을 보이는 반면, 실리콘 고무는 고온 저항성과 유연성 측면에서 장점이 있습니다.
신에너지 자동차용 고전압 케이블에 XLPE가 선호되는 소재인 이유는 무엇일까요?
1) 더욱 뛰어난 절연 성능: XLPE 절연 소재는 실리콘 고무에 비해 높은 유전 강도(≥30kV/mm)를 지니고 있어 고전압 환경에서 전기 절연 파괴 위험에 대한 저항력이 우수합니다. 또한, XLPE 절연 소재는 유전 손실이 낮아 장기간 안정적인 성능을 보장하므로 신에너지 자동차 전력 시스템에 적합합니다.
2) 우수한 기계적 특성: 주행 중 차량 본체의 진동으로 인해 케이블에 기계적 스트레스가 가해질 수 있습니다. XLPE는 인장 강도가 높고 내마모성 및 내절단성이 뛰어나 실리콘 고무에 비해 장기간 사용에 적합하고 유지 보수 비용을 절감할 수 있습니다.
3) 향상된 노화 저항성: XLPE 절연 소재는 수분 노화에 대한 저항성이 뛰어나 습도가 높고 전기장이 강한 환경에서도 케이블이 안정적으로 유지됩니다. 이는 신에너지 차량, 특히 고전압 배터리 팩 및 고속 충전 시스템과 같은 고부하 응용 분야에 매우 중요합니다.
4) 배선 요구 사항을 충족하는 적절한 유연성: 실리콘 고무와 비교하여 XLPE는 배선 유연성과 기계적 강도 사이의 균형을 유지하는 적절한 유연성을 제공합니다. 차량 내 고전압 하네스, 모터 제어 라인 및 배터리 팩 연결과 같은 용도에서 탁월한 성능을 발휘합니다.
5) 비용 효율성 향상: XLPE는 실리콘 고무보다 비용 효율성이 높아 대량 생산에 적합합니다. 따라서 신에너지 자동차용 고전압 케이블의 주류 소재로 자리 잡았습니다.
적용 시나리오 분석: XLPE와 실리콘 고무 비교
XLPE는 우수한 내전압성, 기계적 강도 및 비용 경쟁력을 갖추고 있어 신에너지 자동차용 고전압 케이블 분야에서 더욱 경쟁력이 있습니다.
신에너지 자동차 기술이 지속적으로 발전함에 따라 XLPE 소재 또한 적용 시나리오의 높아진 요구 사항을 충족하기 위해 업그레이드되고 있습니다.
1) 고온 내성 XLPE(150℃~200℃): 차세대 고효율 전기 구동 시스템에 적합합니다.
2) 저연 무할로겐 가교 폴리에틸렌(LSZH): 신에너지 자동차에 대한 환경 기준을 준수합니다.
3) 최적화된 차폐층: 전자기 간섭(EMI)에 대한 저항력을 강화하고 차량의 전반적인 전자기 호환성(EMC)을 향상시킵니다.
전반적으로 XLPE는 우수한 절연 성능, 내전압, 기계적 강도 및 비용 효율성 덕분에 신에너지 자동차용 고전압 케이블 분야에서 지배적인 위치를 차지하고 있습니다. 실리콘 고무는 극한의 고온 환경에 적합하지만, 높은 가격 때문에 특수한 용도에만 사용됩니다. 신에너지 자동차의 주력 고전압 케이블에는 XLPE가 최적의 선택이며, 배터리 하네스, 고전압 모터 케이블, 고속 충전 케이블 등 주요 분야에 널리 적용될 수 있습니다.
신에너지 자동차 산업의 급속한 발전 속에서 기업들은 고전압 케이블 소재를 선택할 때 적용 시나리오, 내열성 요구 사항, 예산 등의 요소를 고려하여 케이블의 안전성과 내구성을 확보해야 합니다.
게시 시간: 2025년 2월 28일