นวัตกรรมการเคลือบสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า

By Victoria Scarborough, Ph.D., The ChemQuest Group เนื่องจากผู้ผลิตยานยนต์รายใหญ่ทุกแห่งได้ประกาศแผนการเปลี่ยนไปสู่ยานยนต์ไฟฟ้าในทศวรรษหน้า อีกทั้งยอดขายยานยนต์ไฟฟ้าใหม่ทั่วโลกยังเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

แม้จำนวนรถยนต์ที่ขายสุทธิอาจคงที่ แต่ประเภทของการเคลือบพื้นผิวต่อยานยนต์จะเพิ่มขึ้น เนื่องจากจำนวนชิ้นส่วนของ EV ที่ต้องการการเคลือบมีมากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น มีหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) มากกว่ารถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงอย่างน้อย 100 หน่วยในแต่ละคันแม้แต่ละรุ่นอาจมีรูปลักษณ์ที่แตกต่างกัน แต่การออกแบบโดยรวมของ EV มีสามส่วนพื้นฐานที่การเคลือบพื้นผิวมีประโยชน์ ได้แก่

Battery Pack
Power conversion components
Electric drive systems

แต่ละผู้ผลิตมีการออกแบบ Battery Pack ที่แตกต่างกัน แบตเตอรี่ทุกก้อนจำเป็นต้องมีการป้องกันไฟ ป้องกันการกัดกร่อนและการกระแทก การจัดการอุณหภูมิ และการป้องกันทางไฟฟ้า การควบคุมอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาประสิทธิภาพและความทนทานของแบตเตอรี่ในระยะยาว การเคลือบด้วยนวัตกรรมการจัดการอุณหภูมิสามารถช่วยในการควบคุมอุณหภูมิ

ไม่ว่าจะเป็นการป้องกันความร้อนสูงหรือความเย็นจัด นอกจากนี้ Battery Pack ยังต้องการการป้องกันจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การเคลือบที่มีคุณสมบัติ ไดอิเล็กตริก Dielectric สามารถช่วยป้องกันการเกิดประกายไฟระหว่างส่วนที่เป็นโลหะ การเคลือบป้องกันไฟที่ขยายตัวเมื่อสัมผัสความร้อน (Intumescent Coatings) อาจช่วยป้องกันความเสียหายจากไฟหากแบตเตอรี่ล้มเหลวหรือเกิดการลัดวงจรจนเกิดไฟไหม้ได้ สภาพแวดล้อมของ Battery Pack ยังประกอบด้วยโพลิอิเล็กโทรไลต์ (Polyelectolytes) ซึ่งต้องการการเคลือบที่ทนทานต่อการกัดกร่อน นอกจากนี้ EV ยังถูกออกแบบด้วยเซนเซอร์หลายร้อยตัว ซึ่งต้องการการป้องกันการสึกหรอ โดยใช้การเคลือบใสป้องกัน ที่ไม่ส่งผลกระทบต่อการส่งสัญญาณ

นอกจากตัว EV เองแล้ว การพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์ไร้คนขับยังแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการปรับปรุงถนน โดยเฉพาะความต้องการสัญลักษณ์บนถนนที่ชัดเจนและสม่ำเสมอ หากไม่มีการทำเครื่องหมายที่ถูกต้อง ยานยนต์ไร้คนขับจะมีความยากลำบากในการระบุตำแหน่งของตนบนถนน ดังนั้น ผู้ผลิตการเคลือบพื้นผิวสามารถมีบทบาทในการจัดหาสีทาถนนที่สามารถสื่อสารกับ EV ได้ เม็ดสีโฟโตนิกสามารถถูกเติมลงในสีเคลือบเพื่อช่วยในการนำทางบนถนน การเคลือบพื้นผิวอัจฉริยะสามารถถูกคิดค้นขึ้นเพื่อให้สามารถส่งสัญญาณไปยัง EV ได้

ยานยนต์ไร้คนขับยังถูกตั้งโปรแกรมให้สามารถอ่านป้ายจราจร การเคลือบที่มีเม็ดสีโปร่งใส NIR (Near-Infrared) หรือเม็ดสีสะท้อนแสงสามารถช่วยให้ป้ายส่งสัญญาณตอบกลับไปยัง EV และปรับปรุงการรับรู้วัตถุได้ ขณะนี้มีผู้ผลิตเม็ดสีหลายรายที่มีผลิตภัณฑ์สำหรับวัตถุประสงค์นี้แล้ว

เห็นได้ชัดว่าการเคลือบพื้นผิวมีบทบาทในอุตสาหกรรมยานยนต์ ตั้งแต่การเปิดตัว Ford Model-T การเคลือบพื้นผิวแบบดั้งเดิมหลายอย่างที่ใช้ในปัจจุบันยังสามารถนำมาใช้กับยานยนต์ไฟฟ้าได้เช่นกัน แต่ EV แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรมครั้งใหญ่ จากการใช้เครื่องยนต์เชิงกลไปสู่การขับเคลื่อนด้วยปฏิกิริยาเคมี เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศส่งผลให้เกิดกฎระเบียบใหม่เพื่อลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ยานยนต์ไฟฟ้าจะกลายเป็นตลาดหลักในอนาคต อุตสาหกรรมการเคลือบพื้นผิวจึงจำเป็นต้องตอบสนองอย่างรวดเร็วด้วยผลิตภัณฑ์และนวัตกรรมใหม่ ๆ เพื่อรองรับความต้องการของยานยนต์ไฟฟ้าและการออกแบบที่แตกต่างไปอย่างมาก