OEM ფილტრების წარმოების მომავალი ელექტრომობილების ეპოქაში

Ავტომობილების ფილტრების ბაზრის სეგმენტაცია ძრავის ტიპით (ICE წმინდა EV)

Ავტომობილების ფილტრების სამყარო განიშლება ორ ნაწილად, რადგან ავტომობილების წარმოებლები ერთდროულად ცდილობენ როგორც ტრადიციული გაზიანი ძრავების, ასევე ელექტრო ავტომობილების მოთხოვნების დაკმაყოფილებას. Market Business Insights-მ 2023 წელს შეაფასა, რომ მსოფლიოში გაყიდული 8-დან დაახლოებით 8 ავტომობილი ჯერ კიდევ შიდა წვას ძრავებზეა და იმუშავებს, თუმცა ფილტრების ბაზარი, რომლებიც სპეციალურად ელექტრო ავტომობილებისთვისაა შექმნილი, ამჟამად ზრდის ყველაზე სწრაფად ნებისმიერ სეგმენტს. ამ ორ ბაზარზე ავტოკომპანიებს სრულიად განსხვავებული მიდგომები სჭირდებათ. გაზიანი ძრავის მქონე ავტომობილები საჭიროებენ რეგულარულ ზეთის შეცვლას, საწვავის სისტემის გაწმენდას და ჰაერის შესასვლელის მოვლას. ელექტრო ავტომობილები კი ამ შემთხვევაში ახალ გამოწვევებს იწვევენ, როგორიცაა სალონში ჰაერის გაწმენდა გზის ავტომობილური ავტომაგისტრალების მავნე ნივთებისგან და ელექტრომაგნიტური ხელშეშლის მართვა, რომელიც შეიძლება ზეგავლენა იქონიოს ავტომობილში არსებულ მგრძნობიარე ელექტრონიკაზე.

Ტრადიციული ძრავის ჰაერისა და ზეთის ფილტრაციის მოთხოვნების შემცირება OEM-ებისთვის

Ელექტრომობილების ზრდადი პოპულარობა ამ ათწლეულის ბოლოს ძრავის ჰაერის ფილტრების მოთხოვნას დაახლოებით 34 პროცენტით, ხოლო ზეთის ფილტრების მოთხოვნას კი დაახლოებით 29 პროცენტით შეამცირებს. ავტომობილების წარმოების არსებულ სისტემებზე კომპანიები უკვე სხვაგვარად უყურებენ და ზოგიერთი კომპანია ფილტრების კვლევაში ხარჯების თითქმის ნახევარი ელექტრომობილების ტექნოლოგიების დასამუშავებლად გადაადგილებს. ტრადიციული ძრავის ფილტრების შემცირებული საჭიროება ავტომობილის ნაწილების მთელ სამყაროს მკვეთრად ახალი მიმართულებით მიჰყავს. ის, რაც ყველა ავტომობილში სტანდარტულ აღჭურვილობას წარმოადგენდა, ახლა მრავალწლოვანი ტრანსპორტის უფრო სუფთა ალტერნატივებისკენ მიმართული ინდუსტრიის გადატვირთვის გამო ძველავდება.

Ელექტრომობილების კაბინის ჰაერის ხარისხის ამოხსნების მოთხოვნის ზრდა

Ელექტრომობილების შედარებით ჩუმი მუშაობის გამო კიდევ უფრო მეტად გამოიკვეთება გამათბობლის, გამაცივრის და მიმღები სისტემების (HVAC) ხმაური, რამაც ჰაერის ფილტრაციის ტექნოლოგიაში საკმაოდ საინტერესო განვითარება გამოიწვია. ამჟამად მომხმარებლებს მანქანის შიდა ჰაერის სისუფთავეზე ბევრად უფრო მეტი ყურადღება აქვთ. ბოლო კვლევების თანახმად, 2023 წელს ელექტრომობილების ყიდვის დროს მყიდველთა დაახლოებით სამი მეოთხედი კაბინის ჰაერის ხარისხს ფასსა და მანქანის მუშაობის მაჩვენებლებთან ერთად უმაღლეს პრიორიტეტად ათვლის. პრემიუმ კლასის ელექტრომობილების მწარმოებლები სწრაფად ითვისებენ ამ ტენდენციას — დღეისთვის პრემიუმ მოდელების თითქმის 60%-ში გამოიყენება HEPA ფილტრები და ნაწილაკების რეალურ-დროში დამთვლელი მოწყობილობები. ამ გაუმჯობესებულმა სისტემებმა არა მხოლოდ მძღოლების და მგზავრების ჯანმრთელობის დონე ამაღლა, არამედ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა მანქანის საერთო შთაბეჭდილება. უფრო ჩუმი და მგრძნობიარე კლიმატ-კონტროლი იმ პრემიუმ გამოცდილებას ქმნის, რომელსაც ბევრი მძღოლი ეძებს შემდეგი ავტომობილის შეძენისას.

Მაღალვოლტიანი EV არქიტექტურის გავლენა (მაგ., 800V სისტემები) ფილტრაციის საჭიროებებზე

800V სისტემებზე გადასვლა ელექტრომაგნიტური შეფერხების თვალსაზრისით მოჰყავს რამდენიმე სერიოზული გამოწვევა. პრობლემა იმდენად მკვეთრია, რომ ინჟინრებმა სრულიად ხელახლა უნდა დაუფიქრდნენ იმ ფილტრების დიზაინს, რომლებიც დაცული ელექტრონული კომპონენტების დასაცავად გამოიყენება. რა ხდის ამ სიტუაციას კიდევ უფრო რთულს? ამ ახალ პლატფორმებს სჭირდება ფილტრები, რომლებიც მანქანაში დაიკავებენ დაახლოებით 30%-ით ნაკლებ სივრცეს, მაგრამ მაინც შეძლებენ დაახლოებით ორ ნახევარჯერ მეტი სითბოს გასატარებლად, ვიდრე ძველი 400V სისტემებისთვის იყო საჭირო. ამიტომაა, რომ ჩვენ ვაღიარებთ ამ განვითარებული ფილტრების გადასვლას, რომლებიც ორმაგ დანიშნულებას ასრულებენ: ერთდროულად უზრუნველყოფენ როგორც ელექტრომაგნიტური თავსებადობის დაცვას, ასევე ეფექტურ თერმულ მართვას. ავტომობილების მწარმოებლებისთვის, რომლებიც მუშაობენ მკაცრი კომპაქტური შეკვრის შეზღუდვების პირობებში, ეს მრავალფუნქციური მიდგომა ეხმარება მოთხოვნად შესრულების მოთხოვნების დაკმაყოფილებაში საიმედოობის შეუსუსტებლად უახლესი ძრავის კონსტრუქციების შექმნისას.

Განვითარებული OEM ფილტრის დიზაინი: მინიატურიზაცია, ინტეგრაცია და სიმძლავრის სიხშირის გამოწვევები

EV-ის გამოყენებისთვის ფილტრების წარმოებაში ტექნოლოგიური განვითარება

Ბევრი ორიგინალური აღჭურვილობის წარმოების კომპანია ამ კონკრეტულ პრობლემებთან დასაძლევად მიმართავს ლაზერით დაჭრილ ნანობრგვიან მემბრანებს და ადიტიურ წარმოების ტექნიკას, რომლებიც ახასიათებს ელექტრომობილებს. 3D პრინტინგის ტექნოლოგიით დამზადებულ ფილტრების ჰაუსინგებს ახლა შეუძინათ შემადუღებელი არხები, რომლებიც დახმარებას ახდენს სატრიალე სისტემებში სითბოს უკეთ მართვაში. უჯრედოვანი მასალების ტრადიციული გამოყენების ნაცვლად, კომპანიები გადადიან მაღალი სიხშირის კერამიკულ სუბსტრატებზე. ეს ახალი მასალები ადგენს დაახლოებით 40 პროცენტით მეტ ნაწილაკს, ვიდრე ადრე და არ იშლება 150 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურაში. ასეთი მუშაობა ხდის მათ აბსოლუტურად აუცილებელს თანამედროვე მაღალი სიმძლავრის ელექტრომობილებში გამოყენებულ მძლავრი ძრავის სისტემებში.

Მინიატურიზაციის და მოდულური ფილტრების მიმდინარე ტენდენციები კომპაქტური ინტეგრაციისთვის

Უკანასკნელ დროს მნიშვნელოვნად შეიცვალა ელექტრომობილების დიზაინი, რაც ამცირებს ფილტრის სივრცის საჭიროებას დაახლოებით 35%-ით 2021 წლის დასაწყისიდან. ავტომობილების დამაგრებელები გამოიყენებენ სტეკირებად მოდულებს, რომლებსაც გააჩნიათ სტანდარტული შეერთებები. ეს ნიშნავს, რომ ისინი შეძლებენ კაბინის ჰაერის ფილტრების, სითბოს დამცავი ეკრანების და იმ მარცხენა EMI სუპრესორების გაერთიანებას ერთ მცირე ყუთში, რომლის მოცულობა 200 კუბურ მილიმეტრზე არ აღემატება. რას ნიშნავს ეს საწარმოში? ასაწყობი ჯგუფები ეკონომიას ახდენენ დაახლოებით 18 საათით თითო ასაგებ მანქანაზე. გარდა ამისა, ამ მცირე ყუთებს შესაძლებლობა აქვთ შეუსაბამონ IoT სენსორები, რომლებიც საშუალებას აძლევს ტექნიკოსებს მოწყობილობის მუშაობის მონიტორინგს მოშორებით. შედეგად კი — ნაკლები გამართვა გზაზე და უმჯობესი გრძელვადიანი მოვლის დაგეგმვა დილერებისთვის.

OEM-ის მოთხოვნა კომპაქტური და ინტეგრირებული ფილტრების დიზაინების მიმართ მაღალი სიმკვრივის მქონე EV პლატფორმებში

Ავტომობილების დღევანდელ წარმოებაში მოთხოვნა გადის ჰაერის ფილტრების მიმართ, რომლებიც იჭერენ 0.3 მიკრონამდე მცირე ნაწილაკების 99.97 პროცენტს, ხოლო ადგილი იკავებენ ძალიან ძველი შიდა წვას მოძრავი ძრავის კომპონენტების მიმართ დაახლოებით ნახევარი. მაღალი კლასის ელექტრომობილები ჩვეულებრივ აღჭურვილია მრავალსტუპიანი ფილტრაციის სისტემებით. ეს განვითარებული სისტემები ჩვეულებრივ შეიცავს ელექტროსტატიკური გამოყოფის ტექნოლოგიას, აქტიური ნახშირის ფენებს და ზოგჯერ ანტიმიკრობულ საფარს კიდევ. როდესაც ყოველი გრამი მნიშვნელოვანია, ავტომობილების წარმოების კომპანიები ირჩევენ გრაფენით არმირებული პოლიმერებისგან დამზადებულ სპეციალურ საყრდენებს. ეს მასალები ინარჩუნებს სიმტკიცეს, მაგრამ იწონის დაახლოებით 1.2 კილოგრამს ერთეულზე, რაც დაახლოებით 55 პროცენტით მსუბუქია ჩვეულებრივი ალუმინის კომპონენტების მიმართ. ეს ლოგიკურია, როდესაც ცდილობ ავიცილო ავტომობილის კონსტრუქციიდან ზედმეტი წონა.

Ელექტრომაგნიტური თავსებადობა (EMC) ფილტრები: ზრდადი პრიორიტეტი EV OEM სისტემებში

Ელექტრომაგნიტური თავსებადობა (EMC) ელექტრომობილებში: კრიტიკული სამუშაო მაჩვენებელი

Ელექტრომობილები წარმოქმნიან 30%-ით მეტ ელექტრომაგნიტურ ხელშეშლას (EMI), ვიდრე შიდა წვას ძრავებიანი ავტომობილები, რადგან იყენებენ მაღალვოლტიან აკუმულატორებს და ძაბვის ელექტრონიკას. ამიტომ EMC ფილტრები აუცილებელი ხდება ADAS-ის, ინფოტაიმენტის და კონტროლის სისტემების დასაცავად. მონაცემებით (MarketsandMarkets 2024), ელექტრომობილების 72% კომპონენტის გაუმართაობა კავშირშია EMI-სთან, ამიტომ OEM-ები ახლა უკვე დიზაინის საწყის ეტაპზე ითვალისწინებენ EMC მოთხოვნებს.

EMC ფილტრების ინტეგრაცია აკუმულატორის სისტემებსა და ძრავის გადაცემის მექანიზმში

Თანამედროვე 800V არქიტექტურები მოითხოვენ მრავალსაფეხურიან ფილტრაციას, რათა მართვა შეეძლოს:

• Სიხშირის ხმაურს SiC ინვერტორებიდან (200 მჰც)
• Საერთო რეჟიმის ხელშეშლას მოძრაობის ძრავებში
• DC-ლინზის ძაბვის რყევებს 50ვ/მკც-ზე მეტი

Წამყვანი მწარმოებლები EMC ფილტრებს პირდაპირ აკუმულატორის მოდულებში ართმევენ, რაც საშუალოდ 18დბ-ით ამცირებს გამოსხივებულ ემისიებს შედარებით გარე ამოხსნებთან. ეს ინტეგრაცია ამცირებს კაბელში რეზონანსს და აუმჯობესებს სისტემის საერთო სიმუშაოდ უნარს.

Ელექტრომაგნიტური თავსებადობის ფილტრების რეგულატორული შესაბამისობა და სტანდარტები ელექტრომობილებში

Გლობალური ელექტრომობილების ბაზრები ექვემდებარებიან მკაცრ ელექტრომაგნიტური თავსებადობის რეგულაციებს:

ISO 11452-8-ის განახლებული სტანდარტები ახლა მოითხოვს ფილტრის კონექტორებისთვის რეალური ვიბრაციის ტესტირებას, რაც აღმოჩენილი იყო 2022 წლის ავტომობილების გამოძახებებში ველის 12%-ში.

Საბატარეო ფილტრების ბაზარის ზრდის მოძრავი ძალები და პროგნოზირებული ტენდენციები EV EMC-ში

EV EMC ფილტრის ბაზარი 2030 წლის მდებარეობით იწინასწარმეტყველებს 29,4%-იან ზრდას CAGR-ში, რასაც უწყობს ხელი:

1. 800V+ არქიტექტურების ათვისება ახალი EV-ების 67%-ში 2027 წლისთვის
2. Ორმხრივი სამუხრუჭე სისტემების გაფართოება
3. Ახალი FCC წესები, რომლებიც შეზღუდავენ გამოსხივებას DC-სწრაფი სამუხრუჭეებიდან

Ფილტრის სირთულე 2020 წლიდან 3,8-ჯერ გაიზარდა, ხოლო ინტეგრირებული მაგნეტიკა ახლა იკავებს 15%-ს BMS დაფის სივრცის პრემიუმ EV-ებში.

EMC შესრულების დატენვა ხარჯებთან და წონასთან ერთად მასობრივ წარმოებაში

Გრაფენზე დაფუძნებული ფილტრები ფერიტული ბირთვების შედარებით 40%-ით უკეთეს ელექტრომაგნიტურ ინტერფერენციას (EMI) აჩენს, მაგრამ 74 დოლარი/კვტ ღირებულება შეზღუდავს მას მასობრივ წარმოებაში. ამის ნაცვლად, OEM-ები იყენებენ ჰიბრიდულ კონსტრუქციებს, რომლებიც შედგება:

• Ინიექციურად დამუშავებული ლითონ-კომპოზიტური საყრდენებისაგან (0,18 დოლარი/სმ³)
• Მრავალშრიანი კერამიკული კონდენსატორები 0,5 ომის ESR-ით
• Ავტომატიზირებული იმპედანსის შესაბამისობის სისტემები, რომლებიც კორექტირების დროს 83%-ით ამცირებს

Ეს ამონახსნები 92%-ით აკმაყოფილებს Class 3 EMC მოთხოვნებს და ქვესისტემის წონას 4,2 კგ-ზე ნაკლებად ანარჩუნებს C-სეგმენტის EV-ებში.

Მასალების ინოვაციები და ინტელექტუალური შესაძლებლობები მომავალი თაობის OEM ფილტრებში

Ახალი მასალების გამოყენება თერმული და ელექტრული მდგრადობის გასაუმჯობესებლად

OEM-ები ინიცირებენ კომპოზიტური მასალების გამოყენებას, როგორიცაა გრაფენით გამაგრებული პოლიმერები და კერამიკული საფარის მქონე სუბსტრატები, რომლებიც 40%-ით მეტ თერმულ მდგრადობას აჩვენებენ ჩვეულებრივი ფილტრების შედარებით. ეს მასალები არიან მდგრადი 150°C-ზე მაღალ ტემპერატურების მიმართ ბატარეის აგრეგატების ახლოს და ინარჩუნებენ დიელექტრიკულ სიმტკიცეს 25 კვ/მმ-ზე მეტს — რაც აუცილებელია 800V სისტემებში გამოშლის თავიდან ასაცილებლად.

Დამატებითი მოთხოვნილება კავშირში находი ფილტრების მიმართ, რომლებიც საშუალებას აძლევენ რეალურ დროში მონიტორინგის ჩატარებას

Სმარტ ფილტრები ახლა აუცილებელია ელექტრომობილების მდგრადობის შესანარჩუნებლად. მიახლოებით მესამედი ავტომობილის ნაწილების წარმოების კომპანიების მიერ სმარტ ფილტრებზე, რომლებიც ინტერნეტთან არის დაკავშირებული, 2025 წლისთვის განვითარების პრიორიტეტად არის გამოცხადებული. ამ ფილტრებში შემონათებულია სენსორები, რომლებიც აკონტროლებენ მტვრის დაგროვებას, წნევის ცვლილებებს და ფილტრის გამოყენების ხარისხს და ამ ინფორმაციას პირდაპირ აგზავნიან სატრანსპორტო საშუალების შესახებ მონაცემებს მომსახურების სისტემებში. სარეალო გამოცდები აჩვენებს, რომ ეს სმარტ სისტემები შეუცეს გაუთვალისწინებელი რემონტების რიცხვი დაახლოებით მესამედით. ავტოკომპანიები დაწყებულნი არიან 5G ქსელებისთვის მომზადებული მოდულების გამოყენებაში, რომლებიც შესაძლებლობას იძლევიან შესრულებული მუშაობის შესახებ ინფორმაციის გაგზავნას ქარხნის კომპიუტერულ სისტემებში ნახევარ წამზე ნაკლებ დროში, რაც საშუალებას აძლევს ტექნიკოსებს ზუსტად იცოდნენ, თუ როდი მოხდება ნაწილების შეკვეთა პრობლემების წარმოქმნამდე.

OEM ფილტრების წარმოების გარდაქმნის გადალახვა ელექტრომობილების გადასვლის დროს

Ხარჯები, ტექნიკური სირთულეები და მიწოდების ჯაჭვის გამოწვევები ელექტრომობილების ფილტრების წარმოებისას

Მოწინავე ფილტრაციის სისტემების ფასი დაახლოებით 47 პროცენტით მეტია ჩვეულებრივთან შედარებით, რაც 2024 წლის ავტომობილების მიწოდების ჯაჭვის უახლესი ანგარიშის მიხედვით არის. წინა წელს ნახევარგამტარების დეფიციტმა მთელი სფერო მნიშვნელოვნად замოაყენა, რამაც წარმოების გრაფიკი 8-დან 12 კვირით გადაიდო. ამას დამატებით, გეოპოლიტიკური პრობლემები ართულებს იშვიათი მიწის მინერალების მიღებას, რომლებიც საჭიროა ეფექტური ფილტრებისთვის. ტექნიკური გამოწვევებიც მუდმივად აღმოჩნდება. ინჟინრებს საკმაოდ რთული ამოცანა გააჩნიათ ნაწილების შესამუშავებლად, რომლებიც უნდა უძლოდნენ 800 ვოლტიან სისტემებს და ელექტრომაგნიტურ ინტერფერენციას, რომელიც სამჯერ მეტია ტრადიციული შიდა წვის ძრავების დონესთან შედარებით. და თუ ეს არ იყო საკმარისი, რეგულაციები იმდენად ხშირად იცვლება, რომ წარმოების მწარმოებლებს ახლა საჭირო აქვთ დაახლოებით 22%-ით მეტი სხვადასხვა ფილტრის კონფიგურაცია, ვიდრე უკვე ხუთი წლის წინ.

Წარმოების გაზრდა EV-სპეციფიკური ფილტრაციის სტანდარტების შესაბამისად

Ავტომობილების ინდუსტრია გადაწყვეტილებული გამოწვევის წინაშე დგას, რადგან საწყისი მოწყობილობის წარმოების მწარმოებლებს უნდა გააუმჯობესონ დაახლოებით 60 პროცენტი მოქმედი წარმოების ხაზი, რათა გაუმკლავდნენ ამ ახალი ფილტრების კონსტრუქციებს, ამასთან შეესაბამონ მკაცრ ASIL-D უსაფრთხოების ნორმებს. გლობალური EV წარმოების სექტორის ახალი ბაზრის კვლევის მიხედვით, მომავალი რამდენიმე წლის განმავლობაში გველოდება სმარტ ფილტრების დაყენების მაჩვენებლის სამნიშნა ზრდა. რატომ? იმიტომ, რომ რეგულატორები უარყოფითი ნაწილაკების გასაчистებლად ბატარეის გასაცივებელი სისტემების მოთხოვნებს უფრო მკაცრად აკონტროლებენ. წამყვანმა მწარმოებლებმა უკვე დაიწყეს მოდულური ასამბლერების გამოყენება, რაც აღნიშნული ინფორმაციით სახელური ხარჯებს დაახლოებით მესამედით ამცირებს. ისინი ასევე ხარისხის შემოწმებაში ხელოვნურ ინტელექტს იყენებენ, რაც დეფექტების აღმოჩენის დონეს 99 მთელ რამდენიმე მეათასედამდე აწევს. და იმის გათვალისწინებით, რომ შუა დეკადამდე ბაზარზე დაახლოებით 15 სხვადასხვა ელექტრო მობილური პლატფორმის დიზაინი იქნება, კომპანიებს ჭირდებათ მოქნილი ამონაწურები, რომლებიც შეძლებენ მუშაობას სხვადასხვა ძაბვის მოთხოვნების და შეზღუდული სივრცის პირობებში, არ შეამცირონ მათი ეფექტიანობა რეალური პირობების შესაბამისად.