集成電子：超越視覺(jué)

內容提要：

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

作者簡(jiǎn)介：

施培文, 德特威勒亞洲區業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理。畢業(yè)于車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)，從事汽車(chē)行業(yè)15年，專(zhuān)注于橡膠密封產(chǎn)品應用和開(kāi)發(fā)。

正文：

隨著(zhù)未來(lái)的概念汽車(chē)成為今天的實(shí)體車(chē)輛，傳感器技術(shù)與戰略集成能力等領(lǐng)域的進(jìn)步已使10年前似乎不可能實(shí)現的功能成為現實(shí)。電子汽車(chē)（EV）革命推動(dòng)了集成電子技術(shù)的發(fā)展，制造商、原始設備制造商和最終用戶(hù)都享受到了隨之而來(lái)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(lái)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(guò)在設計和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的協(xié)作，并且從系統而不是單個(gè)組件的角度進(jìn)行思考，可以使得傳感器有效地與先進(jìn)密封解決方案結合，從而為整個(gè)價(jià)值鏈帶來(lái)諸多益處，尤其是預測分析和維護領(lǐng)域。

無(wú)論是嵌入在橡膠部件內，還是直接印刷在其表面，傳感器都可以采集數據以衡量特定零件或系統在各個(gè)應用領(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)現密封件表面出現少量液體，傳感器就會(huì )發(fā)出報警，表明有故障已經(jīng)初現端倪，從而在任何突發(fā)停機之前就可以對其進(jìn)行處理。

彈性體材料內的嵌入式傳感器可以與印刷天線(xiàn)相結合

對駕駛員來(lái)說(shuō)，這種能預測零部件何時(shí)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(gè)使用案例，發(fā)現預測性維護是移動(dòng)出行領(lǐng)域的高效益用例^[1]。與其優(yōu)勢相當的是具有檢測突發(fā)技術(shù)問(wèn)題或緊急醫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(shuō)，傳感器元件可以分析機油的標準或參數，以測量其性能水平是否已降低到需要更換的程度。在未來(lái)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，該解決方案或許也可應用于金屬磨損檢測，并提示齒輪箱中的錯位。由于電動(dòng)汽車(chē)的轉速遠高于標準變速箱，該功能將對電動(dòng)汽車(chē)非常有利。

就密封解決方案而言，另一個(gè)重要因素是確保傳感器能夠分析時(shí)間推移對材料性能造成的影響，從而根據材料變化預測零件是否會(huì )在不久的將來(lái)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計完美性的數據。

缺乏性能數據會(huì )導致某些組件被過(guò)度設計，但有了這些數據，就可確保參數達到最佳狀態(tài)。

可拉伸彈性體基材上的印刷傳感器結構

最后，對電動(dòng)汽車(chē)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，當超過(guò)溫度規范時(shí)，熱失控的風(fēng)險就會(huì )非常高。這種情況的放熱特性也稱(chēng)為“火焰排氣”，通常會(huì )引發(fā)火災，而由于需要進(jìn)行持續冷卻，使用傳統方法很難將其撲滅。

顯然，在移動(dòng)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(lái)諸多益處，推動(dòng)行業(yè)更安全、更可靠和更可持續地發(fā)展。這一技術(shù)領(lǐng)域會(huì )隨著(zhù)行業(yè)發(fā)展變得越來(lái)越重要。