Электр қозғалтқышы дәуіріндегі OEM сүзгілерді өндірудің болашағы

Қозғалыс түрі бойынша (ICE пен EV) автомобиль сүзгілерінің нарықтық сегментациясы

Автокөлік сүзгілерінің әлемі карбюраторлы қозғалтқыштар мен электр қозғалтқыштарды бір уақытта қолдауға тырысқан кезде екіге бөлініп жатыр. Market Business Insights 2023 жылы дүниежүзінде сатылған әр сегізден жеті машинасының газды қозғалтқышпен жұмыс істейтінін хабарлаған еді, бірақ электрлік көліктер үшін арнайы жасалған сүзгілер нарығы қазір басқа секторларға қарағанда тез өсуде. Автокомпаниялар бұл екі нарық үшін мүлде өзгеше тәсілдерді қажет етеді. Газбен жұмыс істейтін автомобильдерге май алмастыруды, отын жүйесін тазартуды және ауа тарту жүйесін ұстауды қажет етеді. Ал электрлік автомобильдер жол ластануынан кабинадағы ауаны таза ұстау және автомобильдің ішіндегі сезімтал электрониканы әсер етуі мүмкін электромагниттік кедергілермен басқару сияқты жаңа шақтарды әкеледі.

OEM-дер үшін дәстүрлі қозғалтқыш ауа және май сүзгілеу қажеттілігінің төмендеуі

Электр қозғалтқышты көліктердің танымалдылығының өсуі осы онжылдықтың соңына таман қозғалтқыштың ауа сүзгілеріне деген сұранысты шамамен 34 пайыз, май сүзгілеріне деген сұранысты шамамен 29 пайызға қысқартуға әкелетін болады. Көлік шығаратын компаниялар бұрынғы өндірістік жүйелеріне қазір өзгеріс енгізуде, кейбіреулері зерттеуге жұмсайтын қаражатының жартысын электр көліктерінің технологияларын дамытуға аударып жатыр. Дәстүрлі қозғалтқыш сүзгілеріне деген қажеттіліктің азаюы бүкіл автомобиль бөлшектері саласының бағытын қатты өзгертіп жатқанын білдіреді. Бұрын әрбір автомобильде стандартты жабдық болып табылған нәрселер қазір таза көлік шешімдеріне қарай бағытталумен бірге ескіріп бара жатыр.

Электр көліктерінің салондағы ауа сапасы шешімдеріне деген сұраныстың өсуі

Электр қозғалтқышты көліктердің тыныштығы шын мәнінде ЖЖА жүйелерінің дыбысын одан әрі байқаларлық етеді, бұл ауа сүзгілері технологиясында қызықты жаңалықтарға әкелді. Соңғы зерттеулерге сәйкес, 2023 жылы электромобилдер сатып алушылардың шамамен үш төрттен бірі салондағы ауа сапасын бағасы мен өнімділігімен бірге маңызды фактор ретінде қарастырады. Бизнес-сегменттегі электромобиль өндірушілері тез ойланып, қазіргі уақытта жоғарғы санатты модельдердің жуық 60 пайызы НЕРА сүзгілерімен және нақты уақыт режиміндегі бөлшектерді санау құрылғыларымен жабдықталуда. Жолаушылардың денсаулығын сақтаудың үстінде, мұндай жаңартылған жүйелер көлік кешенінің жалпы сезімін де едәуір жақсартады. Тыныш, жауап беруге икемді климат-бақылау жүйесі көптеген водительдер келесі автомобильдерінде іздеген бизнес-сапалы тәжірибені қамтамасыз етеді.

Жоғары кернеулі ЭҚ жобаларының (мысалы, 800 В жүйелері) сүзгілеу қажеттілігіне әсері

800V жүйелеріне ауысу электромагниттік бөгеулерге байланысты кейбір аса маңызды мәселелерді туғызады. Мәселе нақты соншалық, ол инженерлерге ұяң электрондық компоненттерді қорғау үшін сүзгілерді жобалауды толығымен қайта ойластыруға мәжбүр етеді. Толығырақ күрделендіретін не? Бұл жаңа платформаларда сүзгілер автомобильде шамамен 30 пайыз кем орын алуы керек, бірақ бұрынғы 400V жүйелері үшін қажет болғанына қарағанда шамамен екі жарым есе көп жылуға шыдай алуы керек. Сондықтан біз электромагниттік үйлесімділіктің экрандауын тиімді жылу реттеуімен үйлестіретін екі еселенген функцияны орындайтын осындай алдыңғы қатарлы сүзгілерге қарай ығысуын байқаймыз. Кеңістікті пайдалану шектеулерінде жұмыс істейтін автомобиль өндірушілер үшін бұл көпфункционалды тәсіл олардың соңғы қозғалтқыш қондырғыларында сенімділікті құрбан етпей-ақ осындай қатаң өнімділік талаптарын қанағаттандыруға көмектеседі.

Алдыңғы қатарлы OEM Сүзгілерді Жобалау: Миниатюризация, Интеграция және Қуаттың Тығыздығына Байланысты Мәселелер

Электр көліктеріне арналған сүзгілерді шығарудағы технологиялық жетістіктер

Көптеген бастапқы жабдықтау өндірушілері электрлік көліктермен байланысты нақты мәселелерді шешу үшін лазерлік кесілген наноталшықты мембраналар мен қосымша өндіру әдістеріне жүгінуде. 3D басып шығару технологиясы арқылы жасалған сүзгі корпусы батареялық жүйелерде жылуды тиімді басқаруға көмектесетін ішкі суыту каналдарын қамтиды. Ескі дәстүрлі целлюлозалық материалдарға сүйенбей, компаниялар жоғары жиілікті керамикалық негіздерге көшу үстінде. Бұл жаңа материалдар бұрынғыдан шамамен 40 пайызға артық бөлшектерді ұстап, ыдырамай-ақ 150 градус Цельсийге дейінгі температураны шыдайды. Мұндай өнімділік осындай жоғары өнімділікті заманауи электрлік көліктердегі күрделі қозғалтқыш жүйелер үшін мүлдем қажетті болып табылады.

Тығыз интеграция үшін миниатюризациялау және модульді сүзгі шешімдеріндегі тенденциялар

Біз соңғы кездері электрлік қозғалтқыштардың конструкциясында үлкен өзгерістерді байқадық, оның нәтижесінде 2021 жылдың басынан бері сүзгілердің орналасу кеңістігі шамамен 35% азайды. Автокөлік жасаушылар стекке тәрізді модульдерді пайдаланып, олардың барлығында стандартты қосылыстар қолдануда. Бұл орташа ауа сүзгілерін, жылулық экрандар мен ЭМИ-ны басу құрылғыларын 200 куб миллиметрлік ғана шағын қорапшыққа орналастыру мүмкіндігін береді. Бұл зауыт алаңында не дегенді білдіреді? Жинау бригадасы әрбір машина жинаған сайын шамамен 18 адам-сағат үнемдейді. Сонымен қатар, бұл шағын қорапшықтар ішіне IoT-сенсорлар орнатылған, олар техниктерге қашықтан жұмыс істеу көрсеткіштерін бақылауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде? Келешекте бұзылулар азаяды және дилерлердің барлығы үшін ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсету жоспары жақсарды.

Қуатты электромобиль платформаларында компакті және интеграцияланған сүзгілердің дизайндарына деген OEM-ның сұранысы

Қазіргі кезде автомобиль жасаушылар 0,3 микронға дейінгі бөлшектердің 99,97 пайызын ұстап алатын ауа сүзгілерін талап етеді, бұл көлемі тұрмыстық іштен жану қозғалтқышы бөлшектеріне қарағанда шамамен екі есе кіші болуын талап етеді. Жоғары санатты электромобилдерге әдетте көп сатылы сүзу жүйелері орнатылады. Бұл күрделі жинақтарға көбінесе электрстатикалық тұндыру технологиясы мен белсендірілген көмір қабаттары қосылады, ал кейде тіпті микробқа қарсы қаптамалар да қосылады. Әр грамм маңызды болған кезде, автокөлік жасаушылар графенмен күшейтілген полимерлерден жасалған ерекше қорапшаларға жүгінеді. Бұл материалдар беріктікті сақтайды, бірақ бір құрылғының массасы шамамен 1,2 килограмм ғана, бұл қарапайым алюминий бөлшектермен салыстырғанда шамамен 55 пайыз жеңіл болып келеді. Көлік конструкцияларынан қосымша салмақты азайту үшін бұл тиімді шешім.

Электромагниттік үйлесімділік (EMC) сүзгілері: ЭҚК жүйелеріндегі өсетін басты бағыт

Электр көліктеріндегі электромагниттік үйлесімділік (EMC): маңызды өнімділік факторы

Электр көліктері жоғары кернеулі аккумуляторлар мен қуат электроникасына байланысты ішкі жану қозғалтқышы бар көліктерге қарағанда 30% артық электромагниттік кедергілер (EMI) туғызады. Бұл ADAS, мультимедиа және басқару жүйелерін қорғау үшін EMC сүзгілерін қажет етеді. Компоненттердің 72% дейінгі электр көліктерінде EMI-ге байланысты істен шығу фактісімен (MarketsandMarkets 2024) OEM-дер қазір конструкциялаудың бастапқы сатысында EMC-ны ескеруде.

Батареялық жүйелер мен қуат беру жүйелеріне EMC сүзгілерін интеграциялау

Қазіргі заманғы 800 В архитектурасы мыналарды басқару үшін көп сатылы сүзгілеуді талап етеді:

• SiC инверторлардан шығатын жоғары жиілікті дабыл (200 МГц)
• Тартылыс қозғалтқыштарындағы ортақ режимді кедергі
• 50 В/мкс асатын DC-link кернеу тербелістері

Алдыңғы қатарлы өндірушілер EMC сүзгілерін тікелей батарея модульдеріне енгізіп, сыртқы шешімдерге қарағанда шығарылатын сәулелендіруді орташа есеппен 18 дБ-ға дейін азайтады. Бұл интеграция кабельдің резонансын азайтады және жүйенің жалпы сенімділігін арттырады.

EV үшін ЭМИ сүзгілеріне арналған нормативтік сәйкестік және стандарттар

Жалпы электромагниттік үйлесімділік бойынша қатаң талаптарды сақтау көзделген глобалдық EV нарықтары:

Жаңартылған ISO 11452-8 стандарттары 2022 жылғы автокөліктерді шақыру нәтижесінде анықталған өрістегі істен шығу көрсеткішінің 12%-ын шешу мақсатында сүзгіштің қосылғыштарына нақты жағдайда вибрациялық сынақ жүргізуді міндеттейді.

ЭҚК электромагниттік үйлесімділік фильтрлерінің бақылау нарығының өсу себептері мен болжамды тенденциялары

ЭҚК фильтрлерінің нарығы 2030 жылға дейін 29,4% жылдық құрамдас өсу қарқынымен өсе түседі, оның негізгі себептері:

1. 2027 жылға дейін жаңа ЭҚК-дің 67%-ында 800 В және одан жоғары архитектураларды енгізу
2. Екі бағытта зарядтау жүйелерінің кеңеюі
3. Тұрақты токпен тез зарядтау құрылғыларынан кең спектрлі сәулелендіруді шектеуге арналған жаңа FCC ережелері

2020 жылдан бергі фильтр күрделілігі 3,8 есе артты, ал интегралды магниттік элементтер қазір көркем ЭҚК-дегі BMS плата ауданының 15% алады.

Сериялық өндірісте электромагниттік үйлесімділіктің орындалуын, құнын және салмағын тепе-теңдікте ұстау

Графенге негізделген сүзгілер феррит өзектерінен 40% жақсы ЭМИ-ны жояды, бірақ олардың $ 74/кВт шығындар көлемі көлемді өндірісте қолданылады. Оның орнына OEM-дер гибридті дизайнды қолданады:

• Инжекциялық қалыпталған металл композиттік корпустар (0,18 доллары/см3)
• 0,5Ω ESR-мен көп қабатты керамикалық конденсаторлар
• Автоматты импеданс сәйкестендіру жүйелері, көйлеу уақытын 83% қысқартады

Бұл шешімдер C-сегменттегі EV-лерде ішкі жүйе салмағын 4,2 кг-дан төмен ұстап, 3-сыныптың ЭМҚ талаптарына 92% сәйкестікті қамтамасыз етеді.

Келесі буын OEM сүзгілеріндегі материалдық инновациялар және ақылды мүмкіндіктер

Жылу мен электр қуатына төзімділікті арттыру үшін жаңа материалдарды қабылдау

OEM-дер графинмен қапталған полимерлер мен керамикалық қапталған субстраттар сияқты композиттік материалдарды әзірлеуде ізашар болып табылады, олар дәстүрлі сүзгілерге қарағанда 40% жоғары жылу беріктігін көрсетеді. Бұл материалдар батареялардың жанында 150°С-тан жоғары температураға төтеп береді және 800В жүйелеріндегі дуғаның пайда болуын болдырмау үшін 25 кВ/ммден асатын диэлектрлік беріктікті сақтайды.

Нақты уақытта бақылау мүмкіндігі бар байланысатын сүзгілерге деген сұраныстың өсуі

Электр көліктерінің жағдайын сақтау үшін қазір оқылатын сүзгілер маңызды. Автомобиль бөлшектерін жасайтын шамамен үштен екі өндіруші 2025 жылға дейін дамыту жоспарында интернетке қосылатын оқылатын сүзгілерді негізгі бағыт ретінде белгілеп отыр. Бұл сүзгілер шаңның жиналуын, қысым өзгерістерін және сүзгінің тозу дәрежесін бақылайтын сенсорлармен жабдықталған, барлық осы ақпарат автомобильдің техникалық қызмет көрсету жүйелеріне тікелей жіберіледі. Нақты сынақтар осындай оқылатын жүйелердің күтпеген жөндеулерді шамамен үштен бір бөлігіне дейін қысқартатынын көрсетті. Автокомпаниялар зауыттың компьютерлік жүйелеріне жарты секундтан кем уақыт ішінде жұмыс істеу көрсеткіштерін жіберуге мүмкіндік беретін 5G желілеріне дайын модульдерді орнатуды бастады, бұл проблемалар туындағанға дейін техниктерге қай бөлшектердің назар аударуды қажет ететінін дәлме-дәл білуге көмектеседі.

ЭҚ-ға өту кезінде ОЕМ сүзгілерін өндірудегі қиындықтарды жеңу

ЭҚ сүзгілерін өндіру кезіндегі құны, техникалық күрделілік және жеткізу тізбегінің қиындықтары

2024 жылғы соңғы Автомобильдік жеткізу тізбегі туралы есеп беруде көрсетілгендей, алдыңғы қатарлы сүзгі жүйелерінің бағасы әдеттегілерге қарағанда шамамен 47 пайызға жоғары. Өткен жылы жартылай өткізгіштердің жетіспеушілігі барлық бағыттар бойынша шығаруды нағыз баяулатып, өндіріс кестесін сегізден он екіге дейінгі аптага кешіктірді. Осыдан басқа, тиімді сүзгілерге қажетті сирек жер элементтерін алу қиындықтар туғызатын әртүрлі геосаяси мәселелер бар. Техникалық қиындықтар да тұрақты түрде пайда болып отырады. Инженерлер 800 вольттық жүйелер мен электромагниттік бозғау деңгейлеріне шыдай алатын бөлшектерді жобалаумен айналысуы керек, олар шынында да дәстүрлі іштен жану қозғалтқыштарында байқалатыннан үш есе жоғары. Сонымен қатар, нормативтік талаптар өзгеріп отырады, сондықтан өндірушілерге тек бес жыл бұрын қажет болғаннан 22% астам әртүрлі сүзгі орнатулары қажет болып отыр.

Электромобильдерге арналған фильтрация стандарттарына сәйкес өндірісті кеңейту

Автокөлік саласы қазіргі өндіріс желілерінің шамамен 60 пайызын осы жаңа сүзгіш үлгілерімен жұмыс істеу үшін жаңарту қажеттілігіне байланысты үлкен қиындықтарға тап болуда, сонымен қатар ASIL-D қауіпсіздік нормаларына сай келу қажет. Global EV Manufacturing секторының соңғы нарықтық зерттеулеріне сәйкес, келесі бірнеше жыл ішінде ақылды сүзгіштерді орнатуда екі таңбалы өсу күтілуде. Неліктен? Батареяларды суыту жүйелері үшін бөлшектерді ұстау талаптарын реттеуші органдар тұрақты қатаңдатып отыр. Өндірістің кейбір ірі ойыншылары қайта жабдықтау шығындарын шамамен үштен бір бөлігіне дейін азайтатын модульді жинау орнатуларын қолдануды бастады. Олар сондай-ақ сапа тексеруіне жасанды интеллектті енгізіп, ақауларды табу деңгейін 99 нүкте бірнеше пайызға дейін көтерді. Орташа мерзімге дейін нарықта шамамен он бес түрлі электр қозғалтқыш платформалары болады деп күтілуде, сондықтан компаниялар кернеу талаптарының әртүрлілігі мен қатаң кеңістік шектеулеріне қарамастан, нақты жағдайларда олардың өнімділігін төмендетпейтін икемді шешімдерге мүдделі.