En plus d’être une responsabilité éthique des constructeurs, la sécurité reste également une priorité pour les régulateurs et les consommateurs. Au cœur du véhicule électrique, la batterie et sa sécurité font l’objet de la plus grande attention, à juste titre. Toutefois, cela ne s’arrête pas à la batterie ; la sécurité des véhicules électriques s’étend à l’ensemble du véhicule. Du pare-chocs avant jusqu’à l’arrière, les matériaux avancés jouent un rôle important dans la sécurité des véhicules électriques.
Alors que les constructeurs s’efforcent d’améliorer l’autonomie des véhicules électriques, les composants électroniques de puissance doivent supporter des contraintes accrues. Les trois principaux systèmes de conversion d’énergie des véhicules électriques sont les chargeurs embarqués, les onduleurs CA/CC et les convertisseurs CC/CC. En microdimensionnant ces composants électroniques et en les intégrant à d’autres systèmes d’alimentation, les constructeurs gagnent de l’espace. Cependant, le remède est aussi le poison. L’électronique miniaturisée est confrontée à une série de défis techniques qui sont exacerbés par sa taille réduite.
UN.
Le premier défi majeur est la gestion thermique. La réduction de la taille des composants électroniques s’accompagne d’une réduction de leur encombrement et de la surface disponible qui agit comme un dissipateur thermique. Il s’agit d’un défi croissant, car les véhicules électriques sont conçus pour une charge rapide. La chaleur doit être dissipée efficacement pour maintenir des conditions de fonctionnement sures. C’est exactement ce que font les matériaux d’interface thermique. Les solutions telles que les matériaux de remplissage, les tampons d’espacement et les adhésifs thermoconducteurs aident à dissiper la chaleur et sont conçues pour répondre aux exigences des véhicules électriques en matière de densité de puissance et d’efficacité énergétique.
DEUX.
Le deuxième défi majeur consiste à faire en sorte que les composants électriques résistent aux contraintes mécaniques permanentes et aux conditions difficiles inhérentes au fonctionnement d’un véhicule. Des matériaux avancés peuvent être utilisés pour renforcer la résistance aux chocs, la stabilité des vibrations et la résistance aux produits chimiques et à l’environnement. Les solutions comprennent une large gamme de technologies d’étanchéité qui renforcent la fiabilité et la durabilité des composants électroniques de puissance.
TROIS.
Le troisième défi majeur consiste à réduire les coûts de matériaux et de traitement. Les constructeurs visent des gains de productivité grâce à des temps de cycle plus courts et à une production automatisée. Les matériaux avancés favorisant l’automatisation peuvent y contribuer. Les constructeurs peuvent économiser des coûts énergétiques grâce à des solutions de polymérisation à température ambiante et réduire les coûts de main-d’œuvre grâce à une automatisation plus efficace.
Outre les systèmes de conversion d’énergie, la carrosserie du véhicule est un élément central en matière de sécurité. Les batteries des véhicules électriques étant très lourdes, le reste du véhicule doit faire contrepoids et être aussi léger que possible. Mais la réduction du poids des carrosseries des véhicules peut également compromettre la sécurité en cas de collision. Les matériaux de pointe ont permis d’obtenir un équilibre parfait qui permet d’alléger le véhicule tout en répondant aux exigences de performances, voire en les dépassant.
Des matériaux avancés sont conçus au cours des phases de développement des véhicules électriques afin d’aider les constructeurs à réduire au maximum le poids des véhicules. Cela peut se faire de différentes manières, notamment par l’utilisation de métal léger, la réduction de la taille du métal existant ou la modification de l’architecture pour supprimer complètement des composants existants. Dans un exemple, l’aluminium utilisé pour renforcer le bas de caisse a été remplacé par un insert en mousse structurelle. Résultat ? La nouvelle solution a permis de réduire le poids tout en conservant la résistance et en respectant les normes de performance.
Si les carrosseries contribuent clairement à accroître la sécurité des véhicules électriques, les mesures proactives permettant de prévenir les accidents sont également un excellent moyen d’améliorer la sécurité des véhicules.
Au-delà des fonctions d’aide à la conduite basées sur des logiciels, les matériaux avancés contribuent à promouvoir la sécurité du conducteur de façon subtile mais notable. Certains renforcent l’adhérence du volant, ce qui aide le conducteur à mieux le tenir. D’autres veillent à ce que les écrans numériques restent visibles malgré l’humidité, les températures élevées et les reflets du soleil. D’autres encore amortissent les bruits de la route et du vent afin d’atténuer les distractions et la fatigue du conducteur.
Une approche globale de la sécurité des véhicules électriques doit inclure la batterie du véhicule, et c’est généralement la priorité des constructeurs. Les véhicules électriques utilisent principalement des batteries lithium-ion (Li-ion) comme source d’alimentation. Pendant la charge et la décharge, les batteries Li-ion sont une source importante de chaleur, et la gestion de cette chaleur est essentielle pour la sécurité. En outre, en cas de collision, l’intégrité physique des batteries doit être maintenue. Des matériaux avancés, tels que des tampons d’espacement, des matériaux de remplissage et des revêtements conducteurs, servent à dissiper la chaleur des batteries des véhicules électriques. Les matériaux à double usage utilisés pour maintenir la batterie en place conduisent également la chaleur loin de la batterie.
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Dans la conception et le fonctionnement des véhicules électriques, la sécurité est toujours la priorité. Sur l’ensemble du véhicule électrique, les matériaux avancés peuvent être utilisés d’une multitude de façons innovantes afin de renforcer la sécurité et mieux protéger les conducteurs.
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