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電動汽車對于熱塑性塑料、熱塑性彈性體和液體硅膠部件以及電子控制單元外殼的多器件零部件的需求將大增

責任編輯:盈泰高精  發布日期:2021-08-13
文章導讀

電動汽車汽車越來越普及,對于熱塑性塑料、熱塑性彈性體和液體硅膠部件以及電子控制單元外殼的多器件零部件的需求將大增,相關生產廠商將因此獲益。

通過各家主機廠的計劃,諸如日產截止 2022 年每年銷售至少一百萬輛電動汽車 (EV),以及奧迪在 2025 年前電動汽車 (EV)銷量達到 80萬輛,可以明顯地看到,汽車電氣化在交通運輸領域的勢頭正盛。預計到 2030 年,電動汽車將占 19% 的市場份額,全混合動力和插電式混合動力汽車將占 11%,內燃機 (ICE)和輕度混合動力汽車將占據剩余的 70%。很多新車型將很快迎來發展的曙光,整個供應鏈將攜手應對生產的挑戰并面對消費者的質疑。

這是一個復雜的發展環境,其中一個主要挑戰是要讓客戶相信,轉向電動化是一個可行的替代選項。且不說價格,一提到電動汽車充電,客戶馬上就會意識到基礎設施的缺乏。續航里程可能非常有限,因此中長距離的行程也會增加焦慮因素,而許多居住在城區的人員可能無法使用個人充電樁,尤其是生活在公寓的人。此外,很多人不愿意放棄傳統燃料的直接便利性,因為給汽車充電可能要等待多達一小時。

因此,除了研究和開發純電動汽車之外,在全面電氣化實現之前主機廠也提供了多種折衷方案?;旌蟿恿ζ噷⑹俏磥硎甑囊粋€重要發展階段,因為它們能夠很好地平衡可靠性、續航里程以及為客戶提供盡可能接近零排放的交通選項的需求。它們是很好的客戶過渡方式,讓基礎設施和技術能夠及時發展,以經濟實惠的價格實現內燃機(ICE)動力總成向純電氣化的轉換。

隨著電動汽車的發展,其零部件也必須一同發展

在開發方面,離開成熟的內燃機讓人很難接受,尤其是因為電動汽車或混合動力汽車在零部件方面的要求可能完全不同。由于電子元器件不可避免地會增加,因此對于熱塑性塑料、熱塑性彈性體和液體硅膠部件以及電子控制單元外殼的多器件零部件(如帶集成連接器引腳的電源連接器)的需求將大大增加。很多還需要特殊的性能,如導電性或導熱性,而且密封解決方案尤其需要快速適應,使其功能變得智能化。

傳感器技術就是一個很好的例子,由于它與電源的天然親合性,在電動汽車中將會很常見。使用內嵌傳感器的智能密封解決方案,我們不僅可以確保密封的完整性,還可以監控車輛內的各種活動。集成傳感器可以監控或跟蹤功能,如溫度、濕度或泄漏等因素,可以將數據傳遞給車輛本身,或傳遞給制造商或駕駛員。

高品質彈性體組件的電子元件

預測性維護和預測性分析也將成為可能,因為特定密封件內的傳感器能夠檢測零部件是否磨損或接近失效,從而可以確保在此類事件導致車輛出現意外故障甚至出現安全問題之前,安排零部件更換。這些有效數據對于充分發揮傳感器技術的潛力至關重要,甚至在監控某些駕駛員行為因素方面也是如此。

當然,這只是電動汽車可以采用智能密封解決方案的很多例子中的其中一個。另一個重要例子是,與標準的 ICE 替代技術相比,這些新技術將需要更多的外殼,而且集成的密封解決方案可以在增加功能方面提供顯著的優勢。例如,電子控制元件關注的特性包括導熱性、電磁干擾屏蔽以及外殼內部條件的穩定性。

電子控制單元外殼由熱塑性液體硅橡膠制成

制造商與零部件供應商的合作方式正在發生變化

這種朝著更強大功能方向發展的趨勢,正在推動制造商和零部件供應商之間的合作方式以及他們今后合作方式的轉變。對于現有制造商和期望進入電動汽車市場的制造商而言,將密封解決方案融入設計的方式比以往任何時候都更加重要。因此,與經驗豐富、專業知識強且能夠承擔聯合研發角色的零部件供應商合作至關重要,因為他們可以在從提出方案到完成項目的整個過程中提供可靠的支持和意見。

關鍵是要及早參與,因為這樣做的競爭優勢非常具有吸引力,但是前提條件是選定具備交付能力的零部件供應商。例如,歷史經驗表明,密封解決方案的開發是一個非常復雜的過程。在獲得正確結果前,需要對單模產品進行不斷的開發,測試,改良和再測試。

如今,利用先進的仿真功能,可以縮短產品開發時間,進而縮短上市時間和降低成本。從一開始就與制造商密切合作,可以優化密封元件的設計,確保產品開始全面生產時沒有任何不可預見的問題。這甚至可以包括模擬膠料的流動性(例如注入模具腔體時的性能),以及如何設計澆注系統,以便優化所需的模具,確保以最高效的生產工藝生產出最高品質的產品。每個設計和加工細節都可以提前進行模擬和檢查,這意味著制造商可以對其密封解決方案充滿信心,滿懷信心地進入生產過程。

材料知識和設計專業知識至關重要

要為獨特和定制的應用確定先進的密封解決方案,需要使用量身定制的膠料。在這里,與擁有數十年豐富經驗、廣博材料知識以及技術專長和卓越運營經驗的專業供應商合作將得到回報,帶來完全滿足復雜且新穎的產品和應用要求的高效解決方案。 

與經驗豐富的膠料開發且已經擁有多種膠料組合的供應商合作,制造商將具有獨特的優勢。此外,如果現有材料數據庫中沒有合適的膠料,專業供應商將有足夠的知識和專業技能調整已推出的膠料,或從頭開始創建從項目開始就能夠完美交付的解決方案。 

電氣化正在對電動汽車使用的材料提出一些新的要求,因此,現在供應商開發新化合物的專業知識/能力比以往任何時候都更重要。此外,外部研發合作伙伴之間建立聯系網對于靈活應對趨勢的變化也至關重要。

準確的建模是基于有限元的仿真技術的先決條件,對材料性能的精確了解是真實預測元件性能的關鍵??捎糜诮5耐ㄓ貌牧蠀低ǔV皇腔诓牧嫌捕?,并且在第一次應用中不足以產生準確的仿真,必須經過磨合才具有可行性,這當然需要時間。

與擁有必要測試和建模方法的膠料開發專家合作,從一開始便能盡可能接近實際地確定材料屬性的參數,從而進一步加快產品開發過程。此外,這些材料屬性還可以和客戶進行分享,用于進行他們自己的仿真,為他們帶來更大的競爭優勢。

結合量身定制的材料和優化的設計是提供卓越產品解決方案的關鍵。此外,只有當密封件的設計和安裝空間完美匹配時,密封系統才能實現其最佳的功能。這些組件通常具有對系統或成功至關重要的作用,因此,在正確的時間點投入充足的時間和資源用于適當的開發和工程過程至關重要。

為使聯合研發取得成功,應在開發過程的早期階段,即當整個系統仍有足夠的設計自由度來優化密封件和安裝空間時進行合作。這樣可以降低不得不進行反向工程的風險,或在更糟糕的情況下必須重新設計零部件以容納密封件的風險。最終而言,最好是將解決方案融入到設計中而不是根據設計來制定解決方案。

優化密封設計仿真項目示例

電動汽車需要沒有缺陷的方法  

顆粒物和殘留污垢可能會對系統的功能和使用壽命造成影響,因此需要一個每年能夠生產數百萬件產品的優化生產環境,以確保密封件生產過程中能夠達到最高的潔凈度。為了優化工藝流程并滿足潔凈度標準的要求,最好選擇符合潔凈室環境標準的車間,并結合使用精益生產理念。最終目標是保持盡可能高的質量標準和零缺陷。

在這種環境下對潔凈度的監控最好由內部實驗室進行,而高度自動化的生產過程則可最大限度地降低人員接觸的需求,從而進一步降低污染的風險。 

作為潔凈度的基準,所謂的“Illig值”是不同尺寸等級的稱重因子的官方計算方法,是汽車行業公認的顆粒物沉淀測量方法。

精益和潔凈生產布局 - 潔凈度標準

此外,膠料開發過程還可以從一開始就進行優化,因此,也可以考慮 REACH指令規定的標準等,從而讓制造商不僅可以滿足當前的要求,而且可以降低不符合規劃中未知或未來要求的風險。 

交通運輸領域正在快速發展,各類車輛的電氣化是制造商為保護其未來業務而必須解決的不可回避的問題。雖然快速完全電氣化已經實現,但事實仍然是,用于當今技術和未來技術的零部件比以往任何時候都更復雜,而隨著行業的發展,用于生產這些零部件的材料和用于優化其性能的流程也必然如此。與專業供應商合作至關重要。關鍵是要在這一過程中盡早這樣做。


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