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Comment les adhésifs font progresser la mobilité électrique



Les adhésifs font partie des technologies habilitantes qui contribuent à ce que certains experts appellent une transformation fondamentale de l’industrie automobile.

Aujourd’hui, il y a 6,8 millions de voitures hybrides et électriques sur les routes, et d’ici 2030, une voiture sur quatre tombera dans cette catégorie, selon une étude menée par ChemBizR, un cabinet de conseil dédié à l’industrie chimique. Le passage du moteur à combustion interne et, en effet, l’avènement des véhicules autonomes, entraînent une innovation sans précédent dans la technologie automobile. Les adhésifs font partie des technologies habilitantes qui contribuent à ce que certains experts appellent une transformation fondamentale.

Ensembles de moteurs électriques

À mesure que les moteurs deviennent plus petits et plus efficaces, de nouveaux défis en matière de technologie de collage sont apparus. Certaines des principales applications des adhésifs dans les moteurs électriques impliquent l’assemblage d’aimants, d’arbres et de rotors, ainsi que de stators et de boîtiers. Une réduction progressive de la taille du moteur conduit à des tolérances de fabrication resserrées, ce qui augmente les coûts. Les méthodes d’assemblage établies, telles que le serrage mécanique ou le « bandage » d’aimants, atteignent leurs limites en termes de fonction motrice et de processus de production. Par conséquent, ils sont remplacés par des adhésifs magnétiques.

Les adhésifs présentent certains avantages par rapport aux méthodes d’assemblage conventionnelles : ils compensent les tolérances de fabrication plus serrées, empêchent le fretting ou la corrosion de contact et offrent une résistance aux chocs, ce qui est essentiel pour résister aux forces dynamiques élevées des moteurs électriques. Les caractéristiques d’amortissement des vibrations des adhésifs réduisent le bruit et offrent un environnement acoustique globalement plus agréable.

Répartition des contraintes et de la chaleur dans l’électronique

Les voitures se transforment en « cerveaux sur roues », car les circuits imprimés des unités de contrôle deviennent plus petits et plus puissants. Ils durent aussi plus longtemps que jamais. Les remplissages insuffisants et les encapsulants jouent un rôle clé dans la protection du PCB. Les fabricants d’adhésifs s’efforcent de trouver une solution pour l’assemblage, l’étanchéité et l’encapsulation des composants électroniques, ainsi que des matériaux pour optimiser la gestion thermique. La répartition des contraintes et de la chaleur que les composants électroniques peuvent générer est un objectif clé.

De même, les écrans tactiles numérisent l’expérience de conduite. Les systèmes radar, les caméras et les capteurs surveillent l’environnement d’un véhicule en temps réel et transmettent des informations sur la voiture aux systèmes d’aide à la conduite. Les adhésifs transparents aident à améliorer la stabilité et la qualité d’image des écrans.

Les batteries Li-ion ajoutent du poids

Pour l’adoption généralisée des véhicules électriques, les batteries Li-ion devront offrir une autonomie étendue sur une seule charge et baisser leur prix. De plus, les batteries doivent maintenir une température constante, quelque part entre 18° et 37°C. Les adhésifs aident à dissiper la chaleur à travers une pâte conductrice, protégeant les batteries de la surchauffe.

L’allègement est un objectif singulier des constructeurs automobiles, et ils se tournent vers des composants en plastique, en aluminium et en fibre de carbone pour déplacer l’aiguille. Récemment, BASF, L&L Products et Stellantis ont collaboré pour réduire la masse et améliorer les performances en cas de collision sur le tunnel composite du Jeep Grand Cherokee L. Les adhésifs et les mastics peuvent permettre une construction automobile légère. Les joints collés peuvent résister à de grandes quantités de contraintes et de variations de température tout en améliorant les performances en cas de collision.

Demande croissante de ruban adhésif

Le ruban adhésif devrait être un élément clé pour les constructeurs automobiles alors qu’ils continuent de rechercher des opportunités d’allègement. Les rubans adhésifs offrent un avantage par rapport aux dispositifs mécaniques traditionnels et éliminent certains des défis associés à la viscosité de la pâte et aux techniques de distribution. Les batteries des voitures électriques génèrent de la chaleur et de la tension, qui doivent être blindées pour assurer la sécurité des utilisateurs. Des rubans adhésifs double face et des films spéciaux peuvent empêcher les surtensions, et les batteries peuvent être emballées dans des matériaux ininflammables qui résistent à des températures allant jusqu’à 150 °C.

Remplacement des fixations mécaniques

Différents matériaux ont des coefficients de dilatation thermique variables. Les attaches mécaniques, telles que les vis ou les boulons, ne permettent pas l’expansion ou la contraction des matériaux assemblés sous différentes températures. Les adhésifs, cependant, sont suffisamment flexibles pour s’adapter aux mouvements provoqués par la dilatation thermique des substrats même après qu’ils soient complètement durcis. Les adhésifs anaérobies ne sont pas sensibles à la corrosion, contrairement aux fixations mécaniques. Il existe de nombreuses raisons de remplacer les fixations mécaniques par des adhésifs, dans la mesure du possible, dans les applications automobiles.

Sambhav Grover est consultant associé, Polymères et matériaux, chez ChemBizR, un partenaire commercial de recherche et de conseil pour les entreprises chimiques du monde entier. ChemBizR aide ses clients à relever les défis commerciaux critiques et les initiatives de croissance stratégique et à transformer leur entreprise pour une croissance durable dans un environnement hautement concurrentiel et en évolution rapide.

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