Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл үеийн анхдагч шүүлтүүрийн үйлдвэрлэлийн ирээдүй

Автомашины шүүлтүүрийн зах зээлийн хөдөлгүүрт төрлөөр ангилал (Дотоод шаталт vs ЦХТ)

Автомашиний шүүлтүүрийн ертөнц нь автомашины үйлдвэрлэгчид зэрэгцээд уламжлалт бензин хөдөлгүүр болон цахилгаан тээврийн хэрэгслийг зохицуулахын тулд хоёр хуваагдаж байна. Market Business Insights-ийн 2023 оны мэдээгээр дэлхийн хэмжээнд борлуулагдаж буй машинуудын ойролцоогоор 80 хувь нь хуучин хэвээр дотоод шаталтат хөдөлгүүртэй боловч одоогоор цахилгаан машины тусгайлан зориулсан шүүлтүүрийн зах зээл бусад салбараас илүү хурдан өсөж байна. Эдгээр хоёр зах зээлийн хувьд компаниуд бүрэн ялгаатай арга хандлага хэрэгтэй болсон. Бензинээр ажилладаг машинуудад энгийн шатахуун солих, түлшний системийг цэвэрлэх, агаарын оролтын үйлчилгээ шаардлагатай. Харин цахилгаан тээврийн хэрэгслүүд нь замын бохирдлоос доторх агаарыг цэвэр байлгах, машин доторх мэдрэг электроник төхөөрөмжинд нөлөөлж болзошгүй цахилгаан соронзон саатлыг удирдах зэрэг шинээр тохиолдох дарамтуудтай тулгарч байна.

OEM-ийн уламжлалт хөдөлгүүрийн агаар, тосны шүүлтүүрийн хэрэгцээ буурах

Цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд эрэлт ихсэж байгаа нь энэ арван жилийн хугацаанд хөдөлгүүрийн агаар шүүлтүүрийн эрэлтийг ойролцоогоор 34 хувиар, хольдогчийнхыг ойролцоогоор 29 хувиар бууруулах боломжтой байна. Үйлдвэрлэгчид өөрсдийн хуучин үйлдвэрлэлийн байгууламжуудыг шинэчлэн үзэж байгаа бөгөөд зарим компаниуд судалгааны зардалд нийт зардлын бараг хагасыг цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд шилжүүлж байна. Ийм хуучин хөдөлгүүрийн шүүлтүүртэй харьцуулахад хэрэгцээ багасах нь автомашин хэсгийн зах зээлийн чиглэлийг маш ихээр өөрчилж байна. Бүх машинд стандарт тоноглол болдог байсан зүйл одоо цэвэр тээврийн шийдэл рүү шилжих дотор ашиггүй болох болно.

Цахилгаан машины доторх агаарын чанарын шийдлийн эрэлт нэмэгдэж байна

Цахилгаан тэжээлтэй машинуудын чимээгүй байдал нь HVAC системийн шуугианыг илүү их анхаарал татаж байгаа бөгөөд энэ нь агаар шүүх технологийн хувьд маш сонирхолтой хөгжлийг дагуулж байна. Одоогийн үед хүмүүс автомашин дахь цэвэр агаарын талаар илүү ихээр анхаарч байна. Сүүлийн судалгааны мэдээллээр, 2023 онд цахилгаан хөдөлгүүртэй машин худалдан авагчдын ойролцоогоор гурван дөрөвний нь салоны агаарын чанарыг үнэ болон хурд чадлын түвшинтэй адил зэрэгт оруулан үзэж байна. Премиум ангийн цахилгаан машины үйлдвэрлэгчид хурдан дасан зохицож байгаа бөгөөд одоогийн үед ангилах түвшинд хүрэх загваруудын бараг 60% нь HEPA шүүлтүүр болон жинхэнэ цагт тоолох жижиг хэсгийн тоолууртай байдаг. Эдгээр шинэчилсэн системүүд нь зөвхөн зорчигчдын эрүүл мэндийг сайжруулахад л биш, машины нийтлэг мэдрэмжийг сайжруулахад ч томоохон нөлөө үзүүлдэг. Чимээгүй, илүү хариуцлагатай цахилгаан хангамжийн удирдлага нь ихэнх жолоочид дараагийн машинаасаа хүсдэг премиум туршлагыг бий болгодог.

Цахилгаан хөдөлгүүртэй машинуудын өндөр хүчдэлийн архитектурын (жишээ нь, 800V систем) шүүлтүүрийн шаардлагад үзүүлэх нөлөө

800V систем рүү шилжих нь цахим соронзон саатлын хувьд зарим ихээхэн зорилтуудыг тавьж өгсөн. Асуудал ийм ч гэсэн их байгаа тул инженерчид мэдрэг цахилгаан хэсгүүдийг хамгаалах зориулалттай шүүлтүүрийн загварыг бүхэлд нь дахин бодож гаргах шаардлагатай болсон. Үүнийг илүү хэцүү болгож буй зүйл гэвэл эдгээр шинэ платформуудад өмнөх 400V системүүдэд шаардагдаж байснаас ойролцоогоор хоёр хуваагч дахин их дулааныг даах ч, машин доторх зайг ойролцоогоор 30 хувиар багасгасан шүүлтүүр шаардлагатай байдаг. Ийм учраас одоо цахим соронзон нийцэлтэй байлгах хамгаалалт болон үр дүнтэй дулаан зохицуулах үйл явцыг нэгтгэсэн хоёр давхар үүрэгтэй эдгээр дэвшилтэт шүүлтүүрүүд рүү шилжих ажиглагдаж байна. Бага зайг хязгаарласан нөхцөлд ажилладаг авто үйлдвэрлэгчдэд энэ олон үүрэгтэй хандлага нь найдвартай байдлыг алдалгүйгээр цахилгаан хөдөлгүүрийн шинэ загваруудад тавигдаж буй хүнд шаардлагуудыг хангахад тусалдаг.

Дэвшилтэт OEM-ийн шүүлтүүрийн загвар: Жижиглэх, нэгтгэх болон чадлын нягтралын зорилтууд

EV хэрэглээнд зориулсан шүүлтүүрийн үйлдвэрлэлд технологийн дэвшил

Олон үйлдвэрлэгчид цахилгаан багтаамжийн тоног төхөөрөмжинд гарч ирдэг тодорхой асуудлуудыг шийдвэрлэхийн тулд лазераар огтсон нано ширхэглэг мембран болон нэмэлт үйлдвэрлэлийн арга техникийг ашиглаж эхэлсэн. Одоо 3D хэвлэлтийн технологиор үйлдвэрлэсэн шүүлтүүрийн бие нь интеграци хийсэн хөргөлтийн сувгуудтай бөгөөд аккумуляторын системд дулааныг илүү сайн удирдахад тусалдаг. Хуучин цэллюлозын материалд тулгуурлахын оронд компаниуд өндөр давтамжийн керамик суурь материал руу шилжиж байна. Эдгээр шинэ материалын тусламжтайгаар өмнөхөөсөө ойролцоогоор 40 хувиар илүү жижиг хэсгийг барих боломжтой бөгөөд задрахгүйгээр 150 градус Цельсийн хүртэлх температурыг тэсвэрлэж чаддаг. Ийм чадвар нь орчин үеийн өндөр үзүүлэлттэй цахилгаан машины дэвшилтэт цахилгаан хөдөлгүүрийн системд маш чухал болдог.

Багасгасан хэмжээтэй, модуль хэлбэрээрх шүүлтүүрийн шийдлүүдийн чиг хандлага нь жижигхэн интеграцлах зориулалттай

Сүүлийн үед цахилгаан хөдөлгүүрийн загварчлалд томоохон өөрчлөлт орж, эрт 2021 оны өмнөтэй харьцуулахад шүүлтүүрийн зайны хэрэгцээг ойролцоогоор 35% бууруулсан нягт бүтэц ашиглаж эхэлсэн. Үйлдвэрлэгчид стандарт холболтуудтай давхарлаж болдог модульд ухаалаг болсон. Энэ нь тэднийг кабины агаарын шүүлтүүр, дулааны хаалга, цахилгаан соронзон халдлагын дарангуйлагчийг зэргийг зөвхөн 200 куб миллиметр хэмжээтэй жижиг хайрцагт багтаах боломжтой болгож өгсөн. Энэ нь үйлдвэрийн талбайд юу гэсэн үг вэ? Цуглуулгын бригад нь бүтээгдсэн машин тус бүрд дунджаар 18 хүний цагийг хэмнэж байна. Мөн эдгээр жижиг хайрцгууд нь техникчид ачааллыг алсаас хянах боломжийг олгодог IoT сенсоруудтай ирдэг. Үр дүн нь замын дагуух гэмтэл багасаж, дэлгүүрүүдийн хувьд урт хугацааны засвар үйлчилгээний төлөвлөлт сайжирсан.

Цахилгаан хөдөлгүүрийн нягт чадалтай платформд багасгасан, нэгтгэсэн шүүлтүүрийн загварын захидал

Өнөөгийн автомашин үйлдвэрлэгчид 0.3 микрон хүртэлх жижиг хэсгийг 99.97 хувь нь шүүж авах, харин хуучин дотоод шаталтын хөдөлгүүрийн хэсгүүдтэй харьцулахад зайг нь ойролцоогоор хагасаар багасгасан агаарын шүүлтүүр шаарддаг. Дээд түвшний цахилгаан хөдөлгүүрт машинууд энэ үедээ ихэвчлэн олон шатлалын шүүлтүүрийн системтэй ирдэг. Эдгээр дэвшилтэт системүүд нь ихэвчлэн электро-статик хуримтлуурын технологи, идэвхжсэн нүүрсний давхаргуудыг агуулдаг бөгөөд заримдаа сөнөөгч бүрхүүлийг ч гэсэн нэмж өгдөг. Килограмм тус бүр нь чухал болох үед автоматжуулалтын үйлдвэрлэгчид графенаар баталгаажсан полимер материал ашигласан онцгой бүрхүүл рүү эргэдэг. Эдгээр материалын хувьд хүч чанар хадгалагдаж, нэгжийн жин зөвхөн ойролцоогоор 1.2 кг байдаг нь энгийн хайрцагны хувьд ашигладаг аллюминийн детальтай харьцуулахад ойролцоогоор 55 хувиар хөнгөн байдаг. Тиймээ, автомашины дизайнээс шаардлагагүй пунтыг хэмнэхийг оролдоход ийм байдаг.

Цахилгаан соронзон нийцэл (EMC) шүүлтүүр: EV OEM системд нэмэгдэж буй чухал байр

Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдийн цахилгаан соронзон нийцэл (EMC): чухал ажиллагааны хүчин зүйл

Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүд нь өндөр хүчдэлтэй баттерей ба цахилгаан хангамжийн системийн шалтгаанаар ICE тээврийн хэрэгслээс 30% илүү их цахилгаан соронзон саад (EMI) үүсгэдэг. Энэ нь ADAS, мэдээллийн суурилагын болон удирдлагын системийг хамгаалахад EMC шүүлтүүрийг чухал болгодог. EV-ийн бүрэлдэхүүн хэсгийн гэмтлийн 72% нь EMI-тэй холбоотой байдаг тул (MarketsandMarkets 2024), одоо үйлдвэрлэгчид дизайн-ийн анхны үед л EMC-ийн асуудлыг эрт оруулж эхэлдэг.

Баттерейн систем ба цахилгаан хөдөлгүүрт EMC шүүлтүүрийг интеграци хийх

Орчин үеийн 800V бүтцийн хувьд дараах зүйлсийг удирдахын тулд олон шаттай шүүлт хэрэгтэй:

• SiC инвертерээс гарах өндөр давтамжийн шуугиан (200 MHz)
• Хөтлөх хөдөлгүүр дэх ерөнхий горимын саад
• 50 В/мкс-ээс давах DC-холболтын хүчдэлийн хэлбэлзэл

Урд түрүүлэгч үйлдвэрлэгчид EMC шүүлтүүрийг шууд баттерейн модульд багтаан суурилуулдаг бөгөөд энэ нь гадаад шийдэлтэй харьцуулахад дунджаар 18dB-р цацрагдсан цахилгаан соронзон туяаг бууруулдаг. Интеграци хийснээр кабел дэх хэлбэлзлийг багасгаж, нийт системийн найдвартай байдлыг сайжруулдаг.

EV-д зориулсан EMC шүүлтүүрийн зохицуулах хяналт, стандарт

Глобал EV зах зээлүүд нь хатуу EMC дүрэм журамд нийцдэг:

Шинэчилсэн ISO 11452-8 стандартууд нь одоогоорх бодит хөдөлгөөний туршилтыг шүүлтүүр залгууруудад 2022 оны машинуудын 12% -ийг сэргээн засварлах шалтгаан болсон тул шаардаж байна.

EV EMC баттерейн шүүлтүүрийн зах зээлийн өсөлтийн хүчин зүйлс ба ирээдүйн чиг хандлага

EV EMC шүүлтүүрийн зах зээл 2030 онд 29,4% -ийн жилийн дундаж өсөлттэй өсөхөд дараах зүйлс нөлөөлж байна:

1. 2027 онд шинэ электромобилийн 67% -д 800V+ архитектурыг нэвтрүүлэх
2. Хоёр чиглэлд цэнэглэх системийн өргөжилт
3. DC-хурдан цэнэглэгчээс гарах өргөн зурвасын цацрагийг хязгаарлах шинэ FCC дүрэм

2020 оноос хойш шүүлтүүрийн нарийн төвөгтэй байдал 3,8 дахин нэмэгдсэн бөгөөд интеграцидсан соронзон элемэнтүүд одоо премиум EV-ийн BMS хавтангийн 15% -ийг эзлэж байна.

Масс үйлдвэрлэлд EMC үзүүлэлтийг зардал, жинтэй тэнцвэржүүлэх

Графен суурьтай шүүлтүүрүүд феррит зүрхэнцэрийнхээс 40% илүү сайн цахилгаан соронзон саатлыг зогсоодог боловч тэдний $74/кВт-ийн өртөг нь массын үйлдвэрлэлд ашиглах боломжийг хязгаарладаг. Харин OEM-үүд дараах шийдлийг агуулсан холимог загварыг хэрэглэж эхэлсэн.

• Хийн хийлэгдсэн металл нийлмэл хайрцаг ($0.18/см³)
• 0.5Ω ESR-тэй олон давхарга цахилгаан багтаамж
• Тохируулгын цагийг 83%-иар бууруудаг автомжууд импеданс тохируулах систем

Эдгээр шийдлүүд C хэсгийн EV-үүдэд дэд системийн жинг 4.2 кг-аас доош байлган Class 3 EMC шаардлагын 92%-д нийцдэг.

Дараагийн үеийн OEM шүүлтүүрүүдэд материал шинэчлэлт ба ухаалаг чадавх

Дулаан, цахилгааны тэсвэрт чадлыг сайжруулахын тулд шинэ материалыг хэрэглэх

OEM-үүд графенаар сайжруулсан полимер, керамик давхаргатай суурь гэх мэт шинэ нийлмэл материалыг хөгжүүлж байгаа бөгөөд эдгээр нь ердийн шүүлтүүрүүдтэй харьцуулахад дулааны тэсвэрт чадал 40%-иар илүү өндөр байдаг. Эдгээр материалууд сав баглаа боодол ойролцоо 150°C-аас дээш температурыг тэсвэрлэж, 25 кВ/мм-ээс дээш диелектрик хүчийг хадгалдаг - энэ нь 800V системд цахилгаан цохиныг саатуулахад чухал.

Нэгэн цагт хянах боломжтой, холбогдох шүүлтүүрүүдийн эрэлт ихсэж байна

Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдийг эрүүл байлгахын тулд оюунлаг шүүлтүүрүүд одоо чухал болсон. Техникийн хэсгийн ойролцоогоор гуравны хоёр нь 2025 он гэхэд хөгжүүлэх төлөвлөгөөндөө интернеттэй холбогдох оюунлаг шүүлтүүрүүдийг гол анхаарлын төвд авч ажиллаж байна. Эдгээр шүүлтүүрүүд нь тоос барьж, даралт өөрчлөгдөх, шүүлтүүрийн износ болон бусад өгөгдлийг хянах зориулалттай датчиктай байдаг бөгөөд эдгээр мэдээллийг шууд тээврийн хэрэгслийн засвар үйлчилгээний системд илгээдэг. Бодит нөхцөлд хийсэн туршилтуудаас үзэхэд ийм оюунлаг систем нь хүртэлгүй гарч буй засварын шаардлагыг гуравны нэгээр бууруулдаг. Авто машин үйлдвэрлэгчид үйлдвэрийн компьютерийн системд хагас секундын дотор ажиллагааны мэдээллийг илгээх 5G сүлжээнд бэлэн модуль суулгаж эхэлсэн бөгөөд ингэснээр техникчид асуудал гарахаас өмнө лавлагаа авах боломжтой болсон.

ЦТХ-рүү шилжих үеийн ОЕМ шүүлтүүрийн үйлдвэрлэлд тулгарч буй дутагдалттай талуудыг даван туулах

ЦТХ-н шүүлтүүрийн үйлдвэрлэлд гарч буй зардал, техникийн нарийн түвшин, хангамжийн хэлхээний бэрхшээл

2024 оны Сүүлийн үеийн Автомашин Хангамжийн Гарц Тайлангийн мэдээллээр дэвшилтэт шүүлтүүрийн системийн үнэ нь энгийн системүүдтэй харьцуулахад ойролцоогоор 47 хувиар илүү өндөр байдаг. Өнгөрсөн жил дулаан дамжуулагчийн багалдаас болон бүх чиглэлд нийтлэг удааширалт ажиглагдаж, үйлдвэрлэлийн хуваарь 8-12 долоо хоногийн хооронд хойшлогдсон. Түүнчлэн, үр өртөгт шүүлтүүрүүдийг үр дүнтэйгээр ашиглахад шаардагдах ховор олдох газрын шороонд хангалтгүй хүртээмжит газар зүйн байдал байна. Мөн техникийн саод бэрхшээлүүд тасралтгүй гарч ирдэг. Инженерүүд 800 вольтын цахилгаан систем ба стандарт дотоод шаталтат хөдөлгүүрүүдэд илрэх хэмжээнээс гурван дахин их цахилгаан соронзон саадыг тэвчих чадвартай деталиудыг зохион бүтээх ажлыг гүйцэд хийхэд хүндэвчилэгдэж байна. Энэ л хангалтгүй мэт, журам дүрэм тасралтгүй өөрчлөгдөж байгаа нь үйлдвэрлэгчид 5 жилийн өмнөхөөс ойролцоогоор 22 хувиар илүү олон янзын шүүлтүүрийн тохиргоо шаардлагатай болсон.

Хөгжиж буй EV-специфик шүүлтүүрийн стандартыг хангах үйлдвэрлэлийг масштаблах

Автомашиний салбар одоогийн үйлдвэрлэлийн шугамуудын ойролцоогоор 60 хувийг эдгээр шинэ шүүлтүүрийн загваруудыг хэрэгжүүлэхийн тулд шинэчлэх шаардлагатай байгаа нь томоохон даралт болсон байна. Ингэсэн ч гэсэн ASIL-D аюулгүй байдлын дүрэмд нийцэх шаардлага байсаар л байна. Global EV Manufacturing-ийн саяхны зах зээлийн судалгаагаар дараах хэдэн жилийн турш ухаалаг шүүлтүүр суурилуулах үйл явдал гурван оронтойгоор өсөх болно гэж үзэж байна. Яагаад гэвэл цахилгаан баттерейн хөргөлтийн системд тоосонцрыг барих шаардлага байнга хатуурах хандлагатай байна. Үйлдвэрлэлийн зарим томоохон компаниуд модуль бүрдэлтэй угсралтын системийг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд ингэснээр дахин тоног төхөөрөмжлөх зардлыг ойролцоогоор гуравны нэгээр бууруулдаг болсон. Мөн тэд чанарын шалгалтанд хиймэл оюун ухааныг нэвтрүүлж, буруу бүтээгдэхүүнийг олох чадварыг 99,9 хувь ба түүнээс дээш хүртэл нэмэгдүүлсэн. Дундаж хугацаанд цахилгаан хөдөлгүүртэй машинуудын ойролцоогоор тавдам нэгэн янзын платформ гарах боломжтой учир компанийн хувьд гүйдлийн хүчдэл, зайны хязгаарлалт ялгаатай байхад ч гэсэн бодит нөхцөлд үзүүлэх үйл ажиллагааг муруйцахгүйгээр ажилладаг уян хатан шийдэл хэрэгтэй болсон.