集成電子：超越視覺

內(nèi)容提要：

本文將探討移動出行領(lǐng)域中集成電子技術(shù)應(yīng)用的增長情況，以及傳感器技術(shù)如何增強預測能力。

作者簡介：

施培文, 德特威勒亞洲區(qū)業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理。畢業(yè)于車輛工程專業(yè)，從事汽車行業(yè)15年，專注于橡膠密封產(chǎn)品應(yīng)用和開發(fā)。

正文：

隨著未來的概念汽車成為今天的實體車輛，傳感器技術(shù)與戰(zhàn)略集成能力等領(lǐng)域的進步已使10年前似乎不可能實現(xiàn)的功能成為現(xiàn)實。電子汽車（EV）革命推動了集成電子技術(shù)的發(fā)展，制造商、原始設(shè)備制造商和最終用戶都享受到了隨之而來的新效益。BIS Research于2020年11月發(fā)布的一份最新報告指出，傳感器制造商將迎來高速發(fā)展，到2025年，該產(chǎn)業(yè)全球的年產(chǎn)值將達到約3.535億美元。

通過在設(shè)計和開發(fā)過程中的協(xié)作，并且從系統(tǒng)而不是單個組件的角度進行思考，可以使得傳感器有效地與先進密封解決方案結(jié)合，從而為整個價值鏈帶來諸多益處，尤其是預測分析和維護領(lǐng)域。

無論是嵌入在橡膠部件內(nèi)，還是直接印刷在其表面，傳感器都可以采集數(shù)據(jù)以衡量特定零件或系統(tǒng)在各個應(yīng)用領(lǐng)域中的有效性。這些傳感器有源層可用于檢測溫度、壓力、受力、磨損以及泄漏等要素。以泄漏為例，一旦發(fā)現(xiàn)密封件表面出現(xiàn)少量液體，傳感器就會發(fā)出報警，表明有故障已經(jīng)初現(xiàn)端倪，從而在任何突發(fā)停機之前就可以對其進行處理。

彈性體材料內(nèi)的嵌入式傳感器可以與印刷天線相結(jié)合

對駕駛員來說，這種能預測零部件何時可能發(fā)生故障的能力是一項極大的優(yōu)勢，因此也備受關(guān)注。凱捷公司發(fā)布的一份報告分析了涵蓋不同功能的45個使用案例，發(fā)現(xiàn)預測性維護是移動出行領(lǐng)域的高效益用例^[1]。與其優(yōu)勢相當?shù)氖蔷哂袡z測突發(fā)技術(shù)問題或緊急醫(yī)療狀況的智能傳感器。

可預測的性能

傳感技術(shù)還可以用于檢測直接接觸密封件的介質(zhì)，例如齒輪箱中機油的性能。從本質(zhì)上說，傳感器元件可以分析機油的標準或參數(shù)，以測量其性能水平是否已降低到需要更換的程度。在未來的某個時間點，該解決方案或許也可應(yīng)用于金屬磨損檢測，并提示齒輪箱中的錯位。由于電動汽車的轉(zhuǎn)速遠高于標準變速箱，該功能將對電動汽車非常有利。

就密封解決方案而言，另一個重要因素是確保傳感器能夠分析時間推移對材料性能造成的影響，從而根據(jù)材料變化預測零件是否會在不久的將來失效。在測試條件下，為某些零件配備傳感器可采集影響其設(shè)計完美性的數(shù)據(jù)。

缺乏性能數(shù)據(jù)會導致某些組件被過度設(shè)計，但有了這些數(shù)據(jù)，就可確保參數(shù)達到最佳狀態(tài)。

可拉伸彈性體基材上的印刷傳感器結(jié)構(gòu)

最后，對電動汽車而言，不論是為了維護電池的性能狀態(tài)，還是為了確保乘客安全，其電池監(jiān)測能力都至關(guān)重要。鋰離子電池具有嚴格的工作溫度參數(shù)，當超過溫度規(guī)范時，熱失控的風險就會非常高。這種情況的放熱特性也稱為“火焰排氣”，通常會引發(fā)火災，而由于需要進行持續(xù)冷卻，使用傳統(tǒng)方法很難將其撲滅。

顯然，在移動出行領(lǐng)域的發(fā)展中，集成電子技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵作用，特別是在預測分析方面。利用嵌入式或印刷傳感器技術(shù)可帶來諸多益處，推動行業(yè)更安全、更可靠和更可持續(xù)地發(fā)展。這一技術(shù)領(lǐng)域會隨著行業(yè)發(fā)展變得越來越重要。