Integrare sicurezza in ogni singolo veicolo elettrico

Oltre a essere una responsabilità etica dei produttori, la sicurezza resta una priorità anche per autorità di regolamentazione e consumatori. Trattandosi del cuore pulsante di un veicolo elettrico, la batteria di trazione e la sua sicurezza ricevono la maggiore attenzione, e a ragione. Non si tratta solo della batteria, però; il design sicuro di un EV riguarda l'intero veicolo. Dal paraurti anteriore a quello posteriore, i materiali avanzati svolgono un ruolo importante nel contribuire a rendere i veicoli elettrici più sicuri.

Mentre i produttori lavorano per migliorare l'autonomia dei veicoli elettrici, i componenti elettronici di potenza devono sopportare stress maggiori. Negli EV i tre principali sistemi di conversione dell'energia sono i caricatori integrati, gli invertitori CA/CC e i convertitori CC/CC. Riducendo al minimo le dimensioni questi componenti elettronici di potenza e integrandoli con altri sistemi di potenza dei veicoli elettrici, i produttori guadagnano spazio. La soluzione, tuttavia, può anche essere pericolosa. L'elettronica miniaturizzata deve far fronte a una serie di sfide tecniche che si intensificano a causa delle sue microdimensioni.

UNO.
La prima grande sfida è la gestione termica. Man mano che le dimensioni dell'elettronica si riducono, anche l'ingombro dei componenti diminuisce, riducendo l'area superficiale disponibile che funge da dissipatore di calore. Questa è una sfida destinata a crescere con la crescente diffusione della ricarica rapida. Il calore deve essere dissipato in modo efficace per mantenere condizioni di funzionamento sicure. I materiali per interfacce termiche fanno proprio questo. Soluzioni come i gap filler, i gap pad e gli adesivi termoconduttivi aiutano a dissipare il calore e sono progettate per soddisfare i requisiti degli EV in materia di maggiore densità di potenza ed efficienza energetica.

DUE.
La seconda grande sfida consiste nel fatto che i componenti di potenza devono resistere alla continua sollecitazione meccanica e alle condizioni difficili proprie del funzionamento del veicolo. I materiali avanzati possono essere utilizzati per rafforzare la resistenza agli urti, la stabilità alle vibrazioni e la resistenza agli agenti chimici e atmosferici. Le soluzioni includono una vasta gamma di tecnologie di guarnizione che offrono capacità di sigillatura e rafforzano l'affidabilità e la durabilità dell'elettronica di potenza.

TRE.
La terza sfida principale è rappresentata dalla riduzione dei costi di materiale e lavorazione. I produttori cercano guadagni in termini di produttività attraverso tempi di ciclo più brevi e la produzione automatizzata. I materiali avanzati compatibili con l'automazione possono essere utili. I produttori possono risparmiare sui costi energetici con soluzioni di polimerizzazione a temperatura ambiente e ridurre le spese per la manodopera attraverso un'automazione più efficiente.

Oltre ai sistemi di conversione dell'energia, anche la carrozzeria è fondamentale per la sicurezza. Poiché le batterie di trazione sono molto pesanti, il resto del veicolo deve contribuire a controbilanciarne il peso ed essere il più leggero possibile. Ridurre il peso della carrozzeria, tuttavia, può compromettere anche la sicurezza in caso di incidente. I materiali avanzati hanno raggiunto un sapiente equilibrio che consente di ridurre il peso del veicolo, soddisfacendo o superando al contempo i requisiti prestazionali.

I progetti basati su materiali avanzati vengono realizzati durante le fasi di sviluppo dei veicoli elettrici, in modo che le soluzioni possano aiutare i produttori a ridurre il più possibile il peso del veicolo. Questo risultato può essere ottenuto in diversi modi, tra cui il ricorso a metalli leggeri, la riduzione dello spessore dei metalli esistenti o la riprogettazione dell'architettura per rimuovere componenti esistenti. In un esempio, l'alluminio utilizzato per il rinforzo di un pannello è stato sostituito con un inserto in schiuma strutturale. Il risultato? La nuova soluzione ha consentito di risparmiare peso, mantenere la resistenza e soddisfare gli standard prestazionali.

È facile capire come le carrozzerie dei veicoli contribuiscano a promuovere veicoli elettrici più sicuri. Tuttavia, le misure proattive che aiutano a prevenire gli incidenti fin dall'inizio sono un fattore chiave potente e silenzioso per migliorare la sicurezza di un'auto.

Oltre alle funzionalità di assistenza alla guida basate su software, i materiali avanzati fanno la loro parte per promuovere la sicurezza del conducente in modi sottili ma degni di nota. Ad esempio, rendono il volante più aderente, migliorando la presa da parte del conducente. Altri garantiscono che i display digitali rimangano visibili anche in caso di umidità, temperature elevate e abbagliamento solare. Altri ancora attutiscono il rumore della strada e del vento riducendo le distrazioni e la fatica del guidatore.

Un approccio olistico alla sicurezza del veicolo deve includere la batteria di trazione, sulla quale sono generalmente puntati i riflettori. I veicoli elettrici utilizzato perlopiù batterie agli ioni di litio come fonte di alimentazione. Durante la ricarica e la scarica le batterie agli ioni di litio costituiscono una notevole fonte di calore, la cui gestione è fondamentale per la sicurezza. Inoltre, in caso di incidente, è necessario preservare l'integrità fisica delle batterie. Materiali avanzati come gap filler, gap pad e rivestimenti conduttivi vengono usati per dissipare il calore delle batterie di trazione. I materiali a doppia funzione utilizzati per mantenere la batteria saldamente in posizione allontanano anche il calore dalla batteria.

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Nella progettazione e nel funzionamento dei veicoli elettrici, la sicurezza deve essere sempre una priorità. In tutto il veicolo elettrico i materiali avanzati possono essere utilizzati in una miriade di modi innovativi per aumentare la sicurezza e proteggere meglio i conducenti.

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