Πώς τα υλικά LCP ενδυναμώνουν την υβριδική ισχύ PCU ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου;

Η αυτοκινητοβιομηχανία βρίσκεται επί του παρόντος σε μια εποχή μετασχηματισμού. Στο πλαίσιο των ολοένα και πιο σοβαρών παγκόσμιων περιβαλλοντικών ζητημάτων, οι κανονισμοί εξοικονόμησης ενέργειας και καθαρών εκπομπών γίνονται όλο και πιο αυστηροί. Για να αντιμετωπιστούν αυτές οι προκλήσεις, οι μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες επιταχύνουν την ανάπτυξη υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων, καθαρών ηλεκτρικών οχημάτων, οχημάτων κυψελών καυσίμου και άλλων συστημάτων κίνησης για να αντικαταστήσουν τους παραδοσιακούς κινητήρες εσωτερικής καύσης. Μεταξύ αυτών, τα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα (HEV) με τους βενζινοκινητήρες και τους κινητήρες οδήγησης, καθώς οι πηγές ενέργειας έχουν αναλάβει ηγετικό ρόλο στην εμπορευματοποίηση και τη διάδοση.

Ως ο μεγαλύτερος προμηθευτής ανταλλακτικών αυτοκινήτων στο πλαίσιο της Honda Motor Co., Ltd., η Keihin Corporation ανέλαβε ηγετικό ρόλο στην έρευνα και στην ανάπτυξη στοιχείων συστήματος οδήγησης επόμενης γενιάς ως πάροχος ολοκληρωμένων λύσεων συστήματος διαχείρισης ενέργειας. Ήδη από τον Οκτώβριο του 2015 στο Tokyo Motor Show, ο Keihin κυκλοφόρησε την ανεξάρτητα αναπτυγμένη νέα μονάδα ελέγχου ισχύος (PCU) - μια μονάδα κινητήρα για τον έλεγχο της παραγωγής ενέργειας και την οδήγηση σε υβριδικά οχήματα. Τον Νοέμβριο του ίδιου έτους, ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή του βασικού συστατικού, την έξυπνη μονάδα ισχύος (IPM), η οποία έχει εγκατασταθεί στο "Odyssey Hybrid" της Honda.

Η μινιατούρα και η υψηλή απόδοση του IPM έχουν προωθήσει τη συνολική μινιατούρα και το ελαφρύ της PCU. Μία από τις βασικές τεχνολογίες που υποστηρίζουν αυτή την ανακάλυψη είναι το υλικό ρητίνης Laperos® LCP S135 από πολυπλαστικά.

Ⅰ. Αρχές λειτουργίας των PCU και IPM

Ως πυρήνας της ρύθμισης ισχύος σε υβριδικά οχήματα, το PCU μπορεί να μετατρέψει την τάση της μπαταρίας στην τάση εργασίας του κινητήρα κίνησης, να ρυθμίζει την κινητήρια δύναμη του κινητήρα κατά τη διάρκεια της κρουαζιέρας και της επιτάχυνσης και είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή ρεύματος DC όταν η γεννήτρια φορτίζει την μπαταρία, καθώς και την ανάκτηση ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια της απόρριψης. Η δομή του περιλαμβάνει μετασχηματιστή ώθησης, κινητήρα κινητήρα και ελεγκτή ανατροφοδότησης, έξυπνη μονάδα ισχύος κ.λπ.

Καθώς το σύνθετο συστατικό ημιαγωγού πυρήνα του PCU, ο Keihin έχει επιτύχει την υψηλότερη πυκνότητα ισχύος του PCU μειώνοντας τη θερμική απώλεια του IGBT (διπολικό τρανσζίστορ πύλης) και τις δίοδοι ανατροφοδότησης, σε συνδυασμό με το σχεδιασμό μιας ανθεκτικής σε υψηλής θερμοκρασίας και μικροσκοπικής δομής ψύξης. Το IPM βρίσκεται στο κέντρο του PCU, με ένα υπόστρωμα πύλης μονάδας δίσκου τοποθετημένο πάνω και ένα υδάτινο σακάκι κάτω. Το μέγεθος του περιβλήματός του καθορίζει άμεσα τον συνολικό όγκο του PCU - ο Keihin έχει επιτύχει τη συνολική μικροσκοπία του PCU μέσω της τεχνολογικής καινοτομίας των συστατικών IPM.

Ⅱ. Τεχνολογικές ανακαλύψεις του Laperos® LCP S135 σε περίβλημα IPM

Εξαιρετική αντοχή στη συγκόλληση συγκόλλησης

Κατά τη διάρκεια της κατασκευής IPM, το περίβλημα πρέπει να αντέχει τις υψηλές θερμοκρασίες της διαδικασίας συγκόλλησης συγκόλλησης. Ο βαθμός ενισχυμένης από ίνες γυαλιού του Laperos® LCP S135 έχει καταστεί βασικό υλικό στη βιομηχανία για την επίτευξη της μικροσκοπικής IPM και της υψηλής ισχύος λόγω της ανώτερης αντοχής της θερμότητας-η απόδοσή της εξασφαλίζει ότι η επιφάνεια της ρητίνης παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια των διεργασιών υψηλής θερμοκρασίας, αποφεύγοντας την παραμόρφωση ή τη βλάβη.

Ισορροπία υψηλής ρευστότητας και δύναμης σύντηξης

Ως το μεγαλύτερο προϊόν διαμορφωμένου προϊόντος που κατασκευάζεται από ρητίνη LCPP LAPEROS®, το περίβλημα IPM πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις ρευστότητας για χύτευση μεγάλης κλίμακας, επιτυγχάνοντας παράλληλα τα πρότυπα ακριβείας των περίπλοκων συστατικών όπως οι σύνδεσμοι. Τα πυκνά διατεταγμένα φύλλα χαλκού στο περίβλημα πρέπει να διαμορφωθούν με τη ρητίνη χωρίς συγκολλήσεις, θέτοντας εξαιρετικά υψηλές προκλήσεις στη διαδικασία χύτευσης. Μέσα από την υποστήριξη δεδομένων ανάλυσης ροής από το Τεχνολογικό Κέντρο TSC της PolyPlastics και την τριμερή κοινή χρήση δεδομένων μεταξύ των κατασκευαστών Keihin και χύτευσης, τελικά ξεπεραστεί το πρόβλημα των ρωγμών θέρμανσης στη ζώνη σύντηξης.

Διακοπτική σταθερότητα και έλεγχος στρεβλωμάτων

Το IPM πρέπει να τοποθετηθεί σε ένα υδάτινο σακάκι και η ακρίβειά του σχήματος επηρεάζει άμεσα το φαινόμενο ψύξης. Το Laperos® LCP S135 έχει ελεγχθεί αποτελεσματικά μέσω της βελτιστοποίησης δεδομένων ανάλυσης ροής και της εμπειρίας της διαδικασίας των κατασκευαστών χύτευσης, εξασφαλίζοντας ότι δεν υπάρχουν κενά μεταξύ του IPM και του υδάτινου ψυκτικού σακάκι για να εξασφαλιστεί η απόδοση της διάχυσης θερμότητας.

Περιεκτικά πλεονεκτήματα της αντοχής και της αξιοπιστίας της θερμότητας

Παρόλο που τα υλικά LCP έχουν υψηλότερο κόστος και μεγαλύτερες δυσκολίες χύτευσης, στην κατασκευή IPM, άλλα υλικά είναι επιρρεπή σε προβλήματα όπως η διόγκωση, ενώ το Laperos® S135 ξεχωρίζει σε αντοχή στη θερμότητα και αξιοπιστία, καθιστώντας τη μόνη επιλογή. Καθώς η αναβάθμιση PCUs προς μικρότερο μέγεθος και υψηλότερη απόδοση, οι απαιτήσεις για την αντοχή στη θερμότητα του υλικού στο IPM θα αυξηθούν περαιτέρω και τα πλεονεκτήματα των υλικών LCP θα συνεχίσουν να επισημαίνονται.

Ⅲ. Αρχή απόσβεσης κραδασμών των υλικών LCP

Τα μόρια πολυμερούς του Laperos® έχουν μια έντονα προσανατολισμένη εσωτερική δομή και αυτός ο προσανατολισμός σχηματίζει μια διαστρωμένη διάταξη στο διαμορφωμένο προϊόν. Όταν το διαμορφωμένο προϊόν υποβάλλεται σε κραδασμούς, η τριβή μεταξύ των στρωματοποιημένων δομών διαλύει γρήγορα την ενέργεια των κραδασμών, ενισχύοντας σημαντικά την απόδοση της απόσβεσης των κραδασμών.

Ⅳ. Τεχνολογική επέκταση και μελλοντικές εφαρμογές

Ως σύνθετο στοιχείο ημιαγωγών, η κατασκευή IPM πρέπει να ολοκληρωθεί σε ένα εξαιρετικά καθαρό δωμάτιο. Ο Keihin έχει κατασκευάσει ένα καθαρό δωμάτιο κατηγορίας 10.000 στο εργοστάσιο παραγωγής του Miyagi, εισάγοντας νέες γραμμές στήριξης τσιπ και τεχνολογίες προηγμένης ανάλυσης για την προώθηση της επέκτασης της εφαρμογής του IPM σε συστήματα ισχύος νέας γενιάς, όπως υβριδικά οχήματα, ηλεκτρικά οχήματα και οχήματα κυψελών καυσίμου, παρέχοντας βασική τεχνική υποστήριξη για την ηλεκτροδότηση των αυτοκινήτων.