電動汽車（e-mobility）是一個快速發(fā)展的行業(yè)，得益于新材料，它預示著充滿創(chuàng)新的未來，特別是在能源、電池和熱管理設(shè)計領(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現(xiàn)最高效率。

目標是確保過渡到混合動力和電池電動汽車的客戶能夠充分利用具有增強功能的系統(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候都更嚴格的法規(guī)。

一個亟待解決的問題：電動汽車中的熱管理

電動汽車不僅僅包括汽車牽引行業(yè)。其作用范圍更廣，包括電池問題、組件熱管理、密封系統(tǒng)等。在這些類型的解決方案中，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，必須為所用的各種部件設(shè)計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目的復雜性，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。也使用硅油和籽油。

隨著車輛電氣化和電力電子技術(shù)變得越來越普遍，許多公司正在將生產(chǎn)重點轉(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談?wù)撈洳牧系拿芏群陀捕取＿@些參數(shù)極大地影響了汽車的重量。因此，不應(yīng)只關(guān)注導熱性，而應(yīng)關(guān)注材料所有特性和性能的平衡。從各個角度來看，只有這樣才能獲得最佳結(jié)果。對于這些導熱材料，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)，基本上作為簡單的板或外殼，并通過有效地冷卻電池來幫助從主要來源吸走熱量。因此，它結(jié)合了電池的導熱性和冷卻系統(tǒng)的效率。這種用于車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。還有其他類型的冷卻劑，其中電池完全浸沒在一種介電透鏡中。在這種情況下，溫度控制取決于這一事實，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，必須涉及車輛、司機和乘客。材料必須具有一定的耐化學性，因為電池放置在液體中，整個區(qū)域的密封必須用彈性體密封。一些公司正在對與不同材料接觸的介電液體進行連續(xù)實驗并進行精確分析。從這些測試中，可以確定哪種類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）下進行測試，即使在實踐中，實際工作溫度范圍約為 60?C。根據(jù)這個假設(shè)，沒有必要使用耐溫高達 250?C 的材料，但它們必須保證在較低溫度下的完美功能，沒有任何衰減。當橡膠冷卻到 –40?C 時，它會變得非常堅硬和易碎。再次加熱時將不再有效。熱老化正是基于這種可能性。還有化學老化。在測試結(jié)束時，比較材料在浸入這些流體之前和之后的物理特性。通過這種方式，可以評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。測試結(jié)果將說明哪種材料是最好的密封劑。一般來說，主要目標是將電池保持在穩(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。低溫對鋰電池沒有多大幫助，一般來說，它們放電得更快。

至于系統(tǒng)的組成部分和關(guān)鍵部件，制動系統(tǒng)的演變已經(jīng)緩慢而穩(wěn)定了近兩個世紀。今天，我們正處于這項技術(shù)的轉(zhuǎn)折點——即鋼絲制動器。在一級方程式賽車中，“線控制動”這個名稱在制動踏板之間建立了物理斷開連接，該裝置實際上以機械方式施加車輛的制動力。換句話說，物理連接被傳輸?shù)碾娦盘柸〈?。從可持續(xù)性的角度來看，這種新方法除了實現(xiàn)全自動化外，還具有許多優(yōu)勢。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，而鋼絲制動器的重量僅為 1.5 公斤。有了它，還有能量回收，這在電動和混合動力汽車中非常重要。事實上，車輛在剎車時產(chǎn)生的動能可以用來給電池充電。更有效的制動方法可以減少維護。由于能夠通過傳感器監(jiān)控剎車片磨損，受控制動可確保更長的剎車壽命。還可以預先安排維護，以消除駕駛時發(fā)生故障的風險。最后，汽車制造商也有優(yōu)勢。“線控制動”系統(tǒng)高度靈活，這意味著它可以輕松適應(yīng)不同的車型和級別，同時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，可以從制動系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)以對汽車進行實時更新，從而允許根據(jù)輸入到汽車管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)更改駕駛特性。顯然，線制動技術(shù)的成熟還需要一段時間，但隨著行業(yè)朝著電氣化標準邁進，它將成為全自動化道路上的關(guān)鍵組成部分。

審核編輯 黃昊宇