集成电子：超越视觉

内容提要：

本文将探讨移动出行领域中集成电子技术应用的增长情况，以及传感器技术如何增强预测能力。

作者简介：

施培文, 德特威勒亚洲区业务开发经理。毕业于车辆工程专业，从事汽车行业15年，专注于橡胶密封产品应用和开发。

正文：

随着未来的概念汽车成为今天的实体车辆，传感器技术与战略集成能力等领域的进步已使10年前似乎不可能实现的功能成为现实。电子汽车（EV）革命推动了集成电子技术的发展，制造商、原始设备制造商和最终用户都享受到了随之而来的新效益。BIS Research于2020年11月发布的一份最新报告指出，传感器制造商将迎来高速发展，到2025年，该产业全球的年产值将达到约3.535亿美元。

通过在设计和开发过程中的协作，并且从系统而不是单个组件的角度进行思考，可以使得传感器有效地与先进密封解决方案结合，从而为整个价值链带来诸多益处，尤其是预测分析和维护领域。

无论是嵌入在橡胶部件内，还是直接印刷在其表面，传感器都可以采集数据以衡量特定零件或系统在各个应用领域中的有效性。这些传感器有源层可用于检测温度、压力、受力、磨损以及泄漏等要素。以泄漏为例，一旦发现密封件表面出现少量液体，传感器就会发出报警，表明有故障已经初现端倪，从而在任何突发停机之前就可以对其进行处理。

弹性体材料内的嵌入式传感器可以与印刷天线相结合

对驾驶员来说，这种能预测零部件何时可能发生故障的能力是一项极大的优势，因此也备受关注。凯捷公司发布的一份报告分析了涵盖不同功能的45个使用案例，发现预测性维护是移动出行领域的高效益用例^[1]。与其优势相当的是具有检测突发技术问题或紧急医疗状况的智能传感器。

可预测的性能

传感技术还可以用于检测直接接触密封件的介质，例如齿轮箱中机油的性能。从本质上说，传感器元件可以分析机油的标准或参数，以测量其性能水平是否已降低到需要更换的程度。在未来的某个时间点，该解决方案或许也可应用于金属磨损检测，并提示齿轮箱中的错位。由于电动汽车的转速远高于标准变速箱，该功能将对电动汽车非常有利。

就密封解决方案而言，另一个重要因素是确保传感器能够分析时间推移对材料性能造成的影响，从而根据材料变化预测零件是否会在不久的将来失效。在测试条件下，为某些零件配备传感器可采集影响其设计完美性的数据。

缺乏性能数据会导致某些组件被过度设计，但有了这些数据，就可确保参数达到最佳状态。

可拉伸弹性体基材上的印刷传感器结构

最后，对电动汽车而言，不论是为了维护电池的性能状态，还是为了确保乘客安全，其电池监测能力都至关重要。锂离子电池具有严格的工作温度参数，当超过温度规范时，热失控的风险就会非常高。这种情况的放热特性也称为“火焰排气”，通常会引发火灾，而由于需要进行持续冷却，使用传统方法很难将其扑灭。

显然，在移动出行领域的发展中，集成电子技术将发挥关键作用，特别是在预测分析方面。利用嵌入式或印刷传感器技术可带来诸多益处，推动行业更安全、更可靠和更可持续地发展。这一技术领域会随着行业发展变得越来越重要。