Una nuova partenza per l’auto

AUTOMOTIVE –

Le nuove tendenze nell’ambito dell’automotive stanno portando cambiamenti significativi alla progettazione elettronica dell’autoveicolo, e in generale alla richiesta di una gestione più efficace del calore e del rumore elettrico all’interno della vettura.

Finalmente è prevista una ripresa nel settore dell'elettronica per autoveicoli, dopo il rallentamento dovuto alla recessione globale. La gente torna a comprare, ma vuole vetture più economiche, ecologiche, sicure, belle e confortevoli. Nel panorama mondiale, dal mercato americano a quello asiatico, spaziando dalle utilitarie alle auto di lusso, un'elettronica sempre più sofisticata ed efficiente sarà il mezzo per soddisfare tutte queste esigenze. Oggi l'automobile contiene in media più di 220 euro di circuiti integrati e semiconduttori di potenza, ma si prevede che nel 2020 questa cifra sfiorerà i 400 euro. Uno dei principali motivi è la crescente elettrificazione dei componenti del motore e degli organi di trasmissione. Altri elementi importanti sono il maggior numero di funzioni di sicurezza e di assistenza alla guida, una migliore affidabilità dell'elettronica del telaio e della carrozzeria (come l'illuminazione a Led interna ed esterna) nonché l'integrazione di connettività Internet, Bluetooth e Gsm e di dispositivi per l’intrattenimento come i lettori Dvd.
Queste tendenze porteranno cambiamenti significativi alla progettazione elettronica dell'autoveicolo nel suo complesso, e in generale richiederanno una gestione più efficace del calore e del rumore elettrico all'interno della vettura. Nelle tradizionali automobili a benzina e a gasolio, il calore proveniente dal motore e dal gruppo di trasmissione può rappresentare un problema serio per i semiconduttori che si trovano in posizioni vulnerabili, come quelli posti direttamente sul motore o all'interno del sistema di trasmissione. Inoltre, dispositivi come i processori ad alta velocità o i transistor di potenza, utilizzati in convertitori Dc/Dc e in azionamenti come i servosterzo elettrici, generano parecchio calore nel corso del loro normale funzionamento. Pertanto, è sempre più importante garantire una gestione termica efficace se si desidera avere un veicolo affidabile per tutto il periodo di garanzia e oltre.

I materiali termici in auto
Considerata la concentrazione sempre maggiore di circuiti elettronici, sia nei prodotti di largo consumo che nelle diverse centraline presenti nell'autoveicolo, dal punto di vista termico la progettazione si è orientata verso l'eliminazione dell'aria stagnante con l'inserimento di gap-filler termici. Sono sempre di più i dispositivi termici – come nastri, tappetini adesivi e gap filler, caratterizzati da diverse proprietà termiche e meccaniche – capaci di trasferire il calore sviluppato dai componenti più surriscaldati, verso un dissipatore o un contenitore metallico.
Per essere utilizzati nell'autoveicolo, i materiali termici devono essere compatibili con i processi produttivi già consolidati. Sul piano della produzione, la gestione di alcuni tipi di materiali può essere un problema. Una soluzione può essere rappresentata da materiali che cambiano il proprio stato fisico, facilmente maneggiabili a temperatura ambiente ma che si “inumidiscono” a temperature più elevate per massimizzare la conduttività termica. Inoltre, gap filler pretrattati del tipo form-in-place si sono rivelati efficaci nel minimizzare le tensioni in corrispondenza dei giunti di saldatura e dei contatti dei componenti, e possono essere depositati rapidamente e in maniera pulita, senza l'intervento dell'operatore, utilizzando dispenser automatici.

Per una schermatura effficace
Per quanto riguarda il rumore elettrico, il veicolo è una costante sede di transitori dovuti a fenomeni come lo scollegamento di carichi. I cavi possono anche captare il rumore irradiato da apparecchiature come l'alternatore e i circuiti ad alta tensione. A ciò si aggiunge il crescente rumore a radiofrequenza generato dai convertitori di potenza a commutazione. Questi ultimi verranno sempre più utilizzati nei veicoli, dal momento che i progettisti hanno la necessità di alimentare sistemi di tipo diverso che operano con differenti valori di tensione forniti dall'alternatore o, nei futuri veicoli a trazione elettrica, da una batteria ad alta tensione agli ioni di litio.
La schermatura conduttiva continua ad essere la principale tecnica utilizzata per prevenire l'emissione o l'assorbimento dell'interferenza elettromagnetica. Sono comunque in fase di sviluppo nuovi materiali che offrono caratteristiche come la leggerezza, il basso costo e l'adattabilità, con ovvi vantaggi per applicazioni di tipo automobilistico. Questi materiali comprendono vernici conduttive, nastri, laminati lavorati e plastiche conduttive che forniscono una schermatura efficace superiore a 85 dB. Non necessitando di operazioni secondarie come la placcatura o la patinatura, le plastiche conduttive possono far risparmiare fino al 50% sul costo di uno schermo elettromagnetico dalla forma personalizzata. Inoltre, schermi per cavi, guarnizioni e adesivi conduttivi, e componenti come le linguette di messa a terra, verranno sempre più utilizzati in tutti i moduli automobilistici al fine di minimizzare le perdite di energia elettromagnetica. Infine, considerato il crescente uso di pannelli Lcd in sistemi, che vanno dai piccoli Gps o monitor di assistenza al parcheggio ai lettori Dvd per i passeggeri posteriori, o ai quadri strumenti ultramoderni, i display del futuro potrebbero richiedere dei finestrini schermati per ottenere un'adeguata compatibilità elettromagnetica.
Quando il settore automobilistico avrà riacquistato la fiducia del mercato, i progettisti di autoveicoli saranno in grado di offrire nuove e attraenti funzionalità grazie alla vasta gamma di prodotti di schermatura termica ed elettromagnetica disponibili.

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