Ενσωμάτωση της ασφάλειας σε κάθε ηλεκτρικό όχημα

Εκτός από την ηθική ευθύνη των κατασκευαστών, η ασφάλεια παραμένει πρωταρχική μέριμνα των ρυθμιστικών αρχών και των καταναλωτών. Ως η καρδιά του ηλεκτρικού οχήματος, η μπαταρία του ηλεκτρικού οχήματος και η ασφάλειά της αποτελούν, εύλογα, το επίκεντρο της προσοχής. Ωστόσο, δεν πρόκειται μόνο για την μπαταρία. Ο σχεδιασμός ενός ασφαλούς ηλεκτρικού οχήματος εκτείνεται σε ολόκληρο το όχημα. Από τον μπροστινό προφυλακτήρα έως τον πίσω, τα προηγμένα υλικά διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της ασφάλειας των ηλεκτρικών οχημάτων.

Καθώς οι κατασκευαστές εργάζονται για τη βελτίωση της αυτονομίας των ηλεκτρικών οχημάτων, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα ισχύος πρέπει να υφίστανται αυξημένη καταπόνηση. Στα ηλεκτρικά οχήματα, τα τρία κύρια συστήματα μετατροπής ισχύος είναι οι ενσωματωμένοι φορτιστές, οι αντιστροφείς εναλλασσόμενου/συνεχούς ρεύματος και οι μετατροπείς συνεχούς/συνεχούς ρεύματος. Με τη μείωση των διαστάσεων αυτών των ηλεκτρονικών συστημάτων ισχύος και την ενσωμάτωσή τους σε άλλα συστήματα ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων, οι κατασκευαστές κερδίζουν χώρο. Ωστόσο, η θεραπεία είναι και το δηλητήριο. Τα μικροσκοπικά ηλεκτρονικά συστήματα αντιμετωπίζουν μια σειρά τεχνικών προκλήσεων που επιδεινώνονται λόγω του μικρού μεγέθους τους.

ΕΝΑ.
Η πρώτη μεγάλη πρόκληση είναι η θερμική διαχείριση. Καθώς τα ηλεκτρονικά συρρικνώνονται, το ίδιο συμβαίνει και με το αποτύπωμα των εξαρτημάτων, μειώνοντας τη διαθέσιμη επιφάνεια που λειτουργεί ως ψύκτρα. Αυτό αποτελεί ολοένα και μεγαλύτερη πρόκληση, καθώς τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν σχεδιαστεί για γρήγορη φόρτιση. Η θερμότητα πρέπει να διαχέεται αποτελεσματικά για τη διατήρηση ασφαλών συνθηκών λειτουργίας. Τα υλικά θερμικής διεπαφής κάνουν ακριβώς αυτό. Λύσεις όπως υλικά πληρωτικά διάκενων, επιθέματα διακένου και θερμικά αγώγιμα συγκολλητικά βοηθούν στη διάχυση της θερμότητας και έχουν σχεδιαστεί για να ικανοποιούν τις απαιτήσεις των ηλεκτρικών οχημάτων για υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και μεγαλύτερη απόδοση ισχύος.

ΔΥΟ.
Η δεύτερη σημαντική πρόκληση είναι τα εξαρτήματα ισχύος να αντέχουν τη συνεχιζόμενη μηχανική καταπόνηση και τις σκληρές συνθήκες που είναι εγγενείς στη λειτουργία του οχήματος. Τα προηγμένα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενίσχυση της αντοχής σε κραδασμούς, της σταθερότητας κατά τις δονήσεις και της χημικής και περιβαλλοντικής αντοχής. Οι λύσεις περιλαμβάνουν μια μεγάλη γκάμα τεχνολογιών στεγανοποίησης φλάντζας που παρέχουν δυνατότητες στεγανοποίησης και ενισχύουν την αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ισχύος.

ΤΡΙΑ.
Η τρίτη μεγάλη πρόκληση είναι η μείωση του κόστους υλικών και επεξεργασίας. Οι κατασκευαστές επιδιώκουν κέρδη στην παραγωγικότητα μέσω συντομότερων χρόνων κύκλου και αυτοματοποιημένης παραγωγής. Τα προηγμένα υλικά που είναι φιλικά προς τον αυτοματισμό μπορούν να βοηθήσουν. Οι κατασκευαστές μπορούν να εξοικονομήσουν κόστος ενέργειας με λύσεις σκλήρυνσης σε θερμοκρασία δωματίου και να μειώσουν το κόστος εργασίας μέσω πιο αποδοτικής αυτοματοποίησης.

Εκτός από τα συστήματα μετατροπής ισχύος, το αμάξωμα του οχήματος είναι κεντρικής σημασίας για την ασφάλεια. Επειδή οι μπαταρίες EV είναι τόσο βαριές, το υπόλοιπο όχημα πρέπει να συμβάλλει στην εξισορρόπηση και να είναι όσο το δυνατόν ελαφρύτερο. Ωστόσο, η μείωση του βάρους στα αμαξώματα των οχημάτων μπορεί επίσης να θέσει σε κίνδυνο την παθητική ασφάλεια. Τα προηγμένα υλικά έχουν επιτύχει μια επιδέξια ισορροπία που επιτρέπει το ελαφρύ βάρος του οχήματος, ενώ ταυτόχρονα πληρούν ή υπερβαίνουν τις απαιτήσεις απόδοσης.

Τα σχέδια των προηγμένων υλικών γίνονται κατά τη διάρκεια των σταδίων ανάπτυξης των ηλεκτρικών οχημάτων, έτσι ώστε οι λύσεις να μπορούν να βοηθήσουν τους κατασκευαστές να μειώσουν το μεγαλύτερο μέρος του βάρους του οχήματος. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς τρόπους, όπως η χρήση ελαφρού μετάλλου, η μείωση των διαστάσεων του υπάρχοντος μετάλλου ή ο επανασχεδιασμός της αρχιτεκτονικής για την πλήρη αφαίρεση των υπαρχόντων εξαρτημάτων. Σε μία περίπτωση, το αλουμίνιο που χρησιμοποιήθηκε σε ενίσχυση ζυγού αντικαταστάθηκε με ένθετο δομικού αφρού. Ποιο ήτα το αποτέλεσμα; Η νέα λύση εξοικονόμησε βάρος, διατήρησε την αντοχή και τήρησε τα πρότυπα απόδοσης.

Είναι εύκολο να καταλάβετε πώς τα αμαξώματα των οχημάτων συμβάλλουν στην προώθηση ασφαλέστερων ηλεκτρικών οχημάτων. Ωστόσο, τα προληπτικά μέτρα που αρχικά βοηθούν στην πρόληψη των συγκρούσεων στη συνέχεια αποτελούν και ένα ισχυρό, αθόρυβο μέσο για την ενίσχυση της ασφάλειας των οχημάτων.

Πέρα από τις λειτουργίες υποβοήθησης οδηγού που βασίζονται σε λογισμικό, τα προηγμένα υλικά συμβάλλουν και αυτά στην προώθηση της ασφάλειας των οδηγών με διακριτικούς αλλά αξιοσημείωτους τρόπους. Κάνουν τα τιμόνια πιο κολλητικά, βοηθώντας τους οδηγούς να έχουν καλύτερη πρόσφυση στο τιμόνι. Άλλα διασφαλίζουν ότι οι ψηφιακές οθόνες παραμένουν ορατές σε συνθήκες με υγρασία, υψηλές θερμοκρασίες και αντανακλάσεις του ήλιου. Ωστόσο, άλλα υλικά μειώνουν τον θόρυβο του δρόμου και του ανέμου για να μετριάσουν τους περισπασμούς και την κόπωση του οδηγού.

Η ολιστική προσέγγιση στην ασφάλεια των οχημάτων πρέπει να περιλαμβάνει την μπαταρία EV, στην οποία συνήθως δίνεται η μεγαλύτερη έμφαση. Τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν κυρίως μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-ion) ως πηγή τροφοδοσίας. Κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούν σημαντική πηγή θερμότητας και ο χειρισμός αυτής της θερμότητας είναι κρίσιμος για την ασφάλεια. Επιπλέον, σε περίπτωση σύγκρουσης, πρέπει να διατηρείται η δομική ακεραιότητα των μπαταριών. Τα προηγμένα υλικά, όπως τα επιθέματα διακένου , τα πληρωτικά διακένου και οι αγώγιμες επιστρώσεις, χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν στη διάχυση της θερμότητας της μπαταρίας EV. Τα υλικά διπλής χρήσης που χρησιμοποιούνται για την ασφαλή συγκράτηση της μπαταρίας στη θέση της μεταφέρουν επίσης τη θερμότητα μακριά από την μπαταρία.

Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τις μπαταρίες και τα προηγμένα υλικά ηλεκτρικών οχημάτων; Διαβάστε τη λευκή βίβλο μας εδώ.

Στο σχεδιασμό και τη λειτουργία των ηλεκτρικών οχημάτων, προέχει πάντα η ασφάλεια. Σε όλο το ηλεκτρικό όχημα, τα προηγμένα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς και διάφορους καινοτόμους τρόπους για την ενίσχυση της ασφάλειας και την καλύτερη προστασία των οδηγών.

Έχετε περιέργεια να μάθετε περισσότερα; Επικοινωνήστε με τη Henkel για να μιλήσετε με ειδικό εμπειρογνώμονα ή κατεβάστε τη λευκή βίβλο μας, «Κάτι περισσότερο από καλή χημεία: Ο κεντρικός ρόλος των προηγμένων υλικών στο μέλλον της υιοθέτησης ηλεκτρικών οχημάτων».