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Electrónica impresa en la movilidad electrificada y autónoma

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La electrificación, la autonomía y la saturación del parque automovilístico están provocando una revolución tecnológica en el sector de la automoción. Estas metatendencias de la automoción están provocando cambios drásticos en los requisitos de los componentes electrónicos y presentan una oportunidad de gran volumen que la electrónica impresa debe aprovechar.

Históricamente, las tecnologías de electrónica impresa han mantenido una estrecha relación con el sector de la automoción, con sensores de fuerza impresos pioneros en la seguridad de los pasajeros a través de la ocupación de los asientos y la detección del cinturón de seguridad.

Como tal, el sector de la automoción sigue representando la mayor parte del mercado mundial de sensores impresos y flexibles, que el informe de IDTechEx sobre el tema evalúa en 421 millones de dólares en 2024. Sin embargo, para que el sector de la automoción siga siendo una fuente de ingresos fiable, los proveedores de tecnología de electrónica impresa deben adaptarse para abordar los nuevos retos técnicos a los que se enfrenta la movilidad del futuro.

 

Aplicaciones emergentes para sensores impresos y flexibles en automoción. Fuente: IDTechEx

Aumentar la autonomía de los vehículos con electrónica impresa

A medida que avanzan los niveles de autonomía de los vehículos, el creciente número y distribución de los sensores de cartografía espacial necesarios requerirá mejoras continuas de rendimiento para garantizar la seguridad de los pasajeros. Las tecnologías emergentes de electrónica impresa pueden aumentar estos sensores, ampliando el ancho de banda de detección y maximizando la fiabilidad durante el funcionamiento.

Se están desarrollando películas conductoras transparentes (TCF) para calentar y desempañar paneles de sensores LiDAR, garantizando que la función no se vea alterada por las condiciones ambientales externas. Propiedades como la alta transparencia y la baja opacidad son importantes para el desempañado. Estas propiedades pueden ajustarse fácilmente con la gran variedad de materiales disponibles para los TCF, como nanotubos de carbono y nanocables de plata.

IDTechEx identifica la calefacción impresa como una de las principales aplicaciones de las películas conductoras transparentes. Esto se atribuye a la disminución de las perspectivas de crecimiento de las aplicaciones de detección táctil capacitiva. Las innovaciones en las técnicas de recubrimiento de películas finas han permitido que el óxido de indio y estaño (ITO) domine las aplicaciones de detección táctil, desplazando casi por completo a los TCF.

De cara al futuro, las tecnologías de electrónica impresa podrían desempeñar un papel más activo en la conducción autónoma avanzada. Los nuevos materiales semiconductores, como los puntos cuánticos, impresos directamente en las matrices de sensores de imagen de silicio convencionales pueden ampliar el rango de detección y la sensibilidad hasta la región infrarroja. Aumentar el alcance espectral de la tecnología actual de sensores de imagen podría facilitar la competencia de los sensores híbridos de silicio con los detectores de InGaAs.

Los sensores impresos prometen un control granularizado del estado de las baterías

La electrificación de los vehículos está impulsando el desarrollo sostenido y la evolución de los sistemas de gestión electrónica, sobre todo en la batería y la transmisión eléctrica. El mercado busca tecnologías que aumenten la eficiencia, la autonomía y la vida útil de los vehículos y reduzcan los tiempos de recarga.

Los sensores impresos de presión y temperatura miden la hinchazón y los perfiles térmicos de las celdas de las baterías, proporcionando datos físicos granularizados que pueden utilizarse para optimizar el despliegue y la recarga de las baterías. Además, los sensores impresos híbridos que combinan elementos calefactores impresos integrados prometen una solución para abordar activamente la temperatura de las baterías. IDTechEx calcula que la optimización de la carga y el despliegue de las baterías mediante sensores impresos podría suponer un ahorro de hasta 3.000 dólares por vehículo.

Sigue habiendo incertidumbre sobre si las tendencias de electrificación se corresponderán con una mayor demanda de sensores físicos en las baterías de los vehículos eléctricos, debido a la utilidad de las lecturas electrónicas existentes para gestionar el despliegue. Los sensores virtuales también suponen una amenaza, ya que los modelos de software basados en IA interpretan los datos para predecir y emular las funciones de los sensores físicos sin necesidad de componentes discretos. Sin embargo, las nuevas normativas sobre seguridad y redundancia de sensores favorecerán probablemente los parámetros medibles y harán que los fabricantes de automóviles sigan adoptando sensores físicos. IDTechEx predice que es poco probable que los sensores virtuales desplacen a sus homólogos físicos, siempre y cuando los sensores de bajo coste sigan estando ampliamente disponibles.

Incorporación de la electrónica impresa al coche del futuro

IDTechEx predice que las ventas mundiales de automóviles se saturarán en la próxima década, y que los fabricantes buscarán cada vez más características de primera calidad e innovaciones técnicas para diferenciarse de la competencia. Las tecnologías del habitáculo serán muy deseables, ya que es el lugar donde los pasajeros residen e interactúan más con el vehículo.

Autor: Dr. Jack Howley, analista tecnológico de IDTechEx

 

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