電動(dòng)汽車(chē)（e-mobility）是一個(gè)快速發(fā)展的行業(yè)，得益于新材料，它預(yù)示著充滿創(chuàng)新的未來(lái)，特別是在能源、電池和熱管理設(shè)計(jì)領(lǐng)域。一些公司正在為用于組件冷卻的新型材料鋪平道路，旨在在最低工作溫度下實(shí)現(xiàn)最高效率。

目標(biāo)是確保過(guò)渡到混合動(dòng)力和電池電動(dòng)汽車(chē)的客戶能夠充分利用具有增強(qiáng)功能的系統(tǒng)關(guān)鍵密封組件的功能，例如感應(yīng)密封完整性或在電池墊圈中局部保持電荷。該領(lǐng)域的新材料必須符合比以往任何時(shí)候都更嚴(yán)格的法規(guī)。

一個(gè)亟待解決的問(wèn)題：電動(dòng)汽車(chē)中的熱管理

電動(dòng)汽車(chē)不僅僅包括汽車(chē)牽引行業(yè)。其作用范圍更廣，包括電池問(wèn)題、組件熱管理、密封系統(tǒng)等。在這些類(lèi)型的解決方案中，大量使用電氣元件，因此需要為零件提供足夠的冷卻系統(tǒng)。換句話說(shuō)，必須為所用的各種部件設(shè)計(jì)合適的選擇性熱管理系統(tǒng)。熱交換器目前用于傳統(tǒng)的冷卻方法。電氣元件的直接冷卻可以很快顯著降低項(xiàng)目的復(fù)雜性，并有助于減少電路的重量和體積，以及顯著提高溫度穩(wěn)定性。具有介質(zhì)流體（主要是礦物油）的直接液體冷卻系統(tǒng)特別令人感興趣，尤其是在高壓變壓器中。全氟聚醚具有低粘度和不易燃性，是目前電子遷移的主要焦點(diǎn)。也使用硅油和籽油。

隨著車(chē)輛電氣化和電力電子技術(shù)變得越來(lái)越普遍，許多公司正在將生產(chǎn)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到這一領(lǐng)域。

材料之間的正確平衡

許多制造商通常不會(huì)談?wù)撈洳牧系拿芏群陀捕?。這些參數(shù)極大地影響了汽車(chē)的重量。因此，不應(yīng)只關(guān)注導(dǎo)熱性，而應(yīng)關(guān)注材料所有特性和性能的平衡。從各個(gè)角度來(lái)看，只有這樣才能獲得最佳結(jié)果。對(duì)于這些導(dǎo)熱材料，一些公司正在關(guān)注熱界面材料。它們用于電池模塊或電池系統(tǒng)，基本上作為簡(jiǎn)單的板或外殼，并通過(guò)有效地冷卻電池來(lái)幫助從主要來(lái)源吸走熱量。因此，它結(jié)合了電池的導(dǎo)熱性和冷卻系統(tǒng)的效率。這種用于車(chē)輛的解決方案與使用冷卻劑的解決方案和使用空氣的解決方案明顯不同。還有其他類(lèi)型的冷卻劑，其中電池完全浸沒(méi)在一種介電透鏡中。在這種情況下，溫度控制取決于這一事實(shí)，并且不需要任何熱交換器的存在。

安全

主要的安全因素是預(yù)防，尤其是防止著火和發(fā)展火焰。安全必須是最大的，必須涉及車(chē)輛、司機(jī)和乘客。材料必須具有一定的耐化學(xué)性，因?yàn)殡姵胤胖迷谝后w中，整個(gè)區(qū)域的密封必須用彈性體密封。一些公司正在對(duì)與不同材料接觸的介電液體進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行精確分析。從這些測(cè)試中，可以確定哪種類(lèi)型的聚合物或彈性體最適合密封這些液體。即使在模擬階段，也要控制的一個(gè)重要參數(shù)是熱老化。材料在最高溫度（例如，150°C）和最低溫度（例如，–40°C）下進(jìn)行測(cè)試，即使在實(shí)踐中，實(shí)際工作溫度范圍約為 60?C。根據(jù)這個(gè)假設(shè)，沒(méi)有必要使用耐溫高達(dá) 250?C 的材料，但它們必須保證在較低溫度下的完美功能，沒(méi)有任何衰減。當(dāng)橡膠冷卻到 –40?C 時(shí)，它會(huì)變得非常堅(jiān)硬和易碎。再次加熱時(shí)將不再有效。熱老化正是基于這種可能性。還有化學(xué)老化。在測(cè)試結(jié)束時(shí)，比較材料在浸入這些流體之前和之后的物理特性。通過(guò)這種方式，可以評(píng)估體積和重量的任何變化。他們還檢查張量屬性和壓縮的泄漏或變化。測(cè)試結(jié)果將說(shuō)明哪種材料是最好的密封劑。一般來(lái)說(shuō)，主要目標(biāo)是將電池保持在穩(wěn)定的溫度。所以，需要冷卻或加熱電池系統(tǒng)以使其始終保持在相同溫度的系統(tǒng)，以保持其高效率。該范圍通常在 40°C 和 60°C 之間。低溫對(duì)鋰電池沒(méi)有多大幫助，一般來(lái)說(shuō)，它們放電得更快。

至于系統(tǒng)的組成部分和關(guān)鍵部件，制動(dòng)系統(tǒng)的演變已經(jīng)緩慢而穩(wěn)定了近兩個(gè)世紀(jì)。今天，我們正處于這項(xiàng)技術(shù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)——即鋼絲制動(dòng)器。在一級(jí)方程式賽車(chē)中，“線控制動(dòng)”這個(gè)名稱(chēng)在制動(dòng)踏板之間建立了物理斷開(kāi)連接，該裝置實(shí)際上以機(jī)械方式施加車(chē)輛的制動(dòng)力。換句話說(shuō)，物理連接被傳輸?shù)碾娦盘?hào)取代。從可持續(xù)性的角度來(lái)看，這種新方法除了實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化外，還具有許多優(yōu)勢(shì)。例如，該系統(tǒng)不需要有毒流體，從而產(chǎn)生更生態(tài)的解決方案。這種簡(jiǎn)化大大減輕了重量，從而有助于減少 CO 2排放。要了解其中的區(qū)別，空的助力器平均重量約為 4.5 公斤，電液助力器的平均重量為 2.5 公斤，而鋼絲制動(dòng)器的重量?jī)H為 1.5 公斤。有了它，還有能量回收，這在電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)中非常重要。事實(shí)上，車(chē)輛在剎車(chē)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能可以用來(lái)給電池充電。更有效的制動(dòng)方法可以減少維護(hù)。由于能夠通過(guò)傳感器監(jiān)控剎車(chē)片磨損，受控制動(dòng)可確保更長(zhǎng)的剎車(chē)壽命。還可以預(yù)先安排維護(hù)，以消除駕駛時(shí)發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。最后，汽車(chē)制造商也有優(yōu)勢(shì)?！熬€控制動(dòng)”系統(tǒng)高度靈活，這意味著它可以輕松適應(yīng)不同的車(chē)型和級(jí)別，同時(shí)其軟件元素也很靈活，因此可以傳遞更多信息，為客戶提供更大的利益。例如，可以從制動(dòng)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)以對(duì)汽車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，從而允許根據(jù)輸入到汽車(chē)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)更改駕駛特性。顯然，線制動(dòng)技術(shù)的成熟還需要一段時(shí)間，但隨著行業(yè)朝著電氣化標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)，它將成為全自動(dòng)化道路上的關(guān)鍵組成部分。

審核編輯 黃昊宇