联合开发电动汽车智能零件

在当下复杂的发展环境中，电动汽车发展的一个重要挑战是如何让大众相信其可行性。且不说价格，一提到电动汽车，人们马上就会联想到相关基础设施的缺乏。由于电池的续航里程可能非常有限，中长距离的行程会增加焦虑因素，许多居住在城区的人们也很有可能无法使用个人充电桩。此外，很多人不愿意放弃传统燃料的便利性，因为给电动车充满电可能要等待长达一个多小时。

电子控制单元外壳由热塑性液体硅橡胶制成

因此，除了研究和开发纯电动汽车之外，汽车制造商在全面电气化实现之前也提供了多种折中方案。混合动力汽车很有可能是未来十年的一个重要发展方向，因为它们能够很好地平衡可靠性、续航里程以及客户对于环保性的需求。通过这一过渡方式可以让基础设施和技术得到充分发展，以经济实惠的价格实现内燃机动力向电气化的转换。

智能零件

对制造商来说，逐渐脱离成熟的内燃机技术势必带来一些挑战，比如，电动汽车和混合动力汽车对零部件的要求可能完全不同。电子元器件的数量和复杂度会不可避免地增加，因此造成对热塑性塑料、热塑性弹性体和液体硅部件的需求剧增，比如电子控制单元外壳的多器件零部件和带集成连接器引脚的电源连接器。很多部件还需要特殊的性能，如导电性或导热性，其中密封技术尤其需要快速适应趋势，使其功能变得智能化。

嵌入高品质弹性体组件的电子元件

传感器技术就是一个很好的例子，由于它与电源的天然亲合性，在电动汽车中将会很常见。通过使用内嵌传感器的智能密封解决方案，不仅可以确保密封的完整性，还可以监控车辆内的实时环境。集成传感器可以监控或跟踪各种参数，如温度、湿度或泄漏等，并将数据传递给车辆、制造商或驾驶员。

如果特定密封件内的传感器能检测出零部件是否磨损或接近失效，预测性维护和预测性分析也将能得到进一步实现，由此确保在此类事件导致故障之前就预先进行零部件更换。这些有效数据对于充分发挥传感器技术的潜力至关重要，甚至能够进一步监控驾驶员的某些行为因素。

另一个智能密封解决方案的重要应用是，与标准的内燃机替代技术相比，这些新技术将需要更多的外壳，而集成的密封解决方案可以在性能扩增方面提供显著优势。例如，电子控制元件所需的导热性、电磁干扰屏蔽以及外壳内部条件稳定性等性能。

联合研发

注重性能拓展的发展趋势正在转变制造商和零部件供应商之间的合作方式。制造商必须思考如何能将密封解决方案更好地融入整体设计中。其关键是要及早参与，体现在选定具有交付能力的零部件供应商。传统的密封解决方案开发是一个非常复杂和漫长的过程，研发人员在确定方案前需要对产品模型进行不断地开发、测试、改良和再测试。

如今，先进的仿真功能可以缩短产品的开发时间，进而缩短上市时间和降低成本。零部件供应商和汽车制造商之间的深度合作可以优化密封元件的设计，从一开始就避免产品在进入全面生产时可能会遇到的问题。这甚至可以包括模拟胶料的流动性（例如注入模具腔体时的性能）、如何设计浇注系统以优化所需的模具，最终确保以最高效的生产工艺生产出最高品质的产品。每个设计和加工细节都可以提前进行模拟和检查，极大地增加制造商对其密封解决方案的信心。

不同的应用需要开发不同的密封解决方案和量身定制的胶料。如果现有材料数据库中没有合适的胶料，专业供应商将有足够的知识和专业技能调整已推出的胶料，或从头开始创建项目，给客户交付完美的解决方案。

精确的建模是基于有限元仿真技术的先决条件，对材料性能的充分了解更是准确预测元件性能的关键。可用于建模的通用材料参数通常只是基于材料硬度，并且在最初的应用中不足以产生准确的仿真，必须经过长时间调整后才具有可用性。因此，材料科学家需要从一开始便能尽可能提供接近实际的材料参数，从而进一步加快产品的开发过程。这些材料属性还可以和客户分享，用于进行他们自己的仿真，为他们带来更大的竞争优势。

德特威勒优化密封设计仿真项目示例

为使联合研发取得成功，研发人员应在开发的早期阶段，即当整个系统仍有足够的设计自由度来优化密封件和安装空间时就进行合作。只有当密封件的设计和安装空间完美匹配时，密封系统才能实现其最佳功能。这样可以降低不得不进行反向工程或重新设计零部件以容纳密封件的风险。最好的情况是能将解决方案融入到设计中，而不是根据设计来制定解决方案。

零缺陷生产

由于颗粒物和残留污垢可能会对系统的功能和使用寿命造成影响，因此需要一个每年能够生产数百万件产品的优质生产环境，以确保密封件生产过程中能达到最高的洁净度，保持尽可能高的质量标准和零缺陷。在这种环境下，对洁净度的监控最好由内部实验室进行，而高度自动化的生产过程则可最大限度地降低人员接触，从而进一步降低污染的风险。

作为洁净度的标准，所谓的“Illig值”是不同尺寸等级的权重因数的官方计算方法，是汽车行业公认的颗粒物沉淀测量方法。通过实施德特威勒位于瑞士沙特多夫的“精益和洁净”的生产线概念，Illig值可以得到即刻的优化。

此外，胶料开发过程还可以从一开始就进行优化。我们也可以参考REACH制定的标准等，让制造商不仅可以满足当前的要求，同时降低不符合规划中未知或未来要求的风险。

交通运输行业正在快速发展，各类车辆的电气化是制造商为保护其未来发展而必须解决的问题。不论完全电气化能有多快实现，当今和未来的零部件只会比以往任何时候都要复杂，而随着行业的发展，用于生产这些零部件的材料和用于优化其性能的流程也必然如此。

来源：德特威勒

作者：AndreasMinatti，德特威勒业务开发主管