供需大厅

登录/注册

公众号

更多资讯,关注微信公众号

小秘书

更多资讯,关注荣格小秘书

邮箱

您可以联系我们 info@ringiertrade.com

电话

您可以拨打热线

+86-21 6289-5533 x 269

建议或意见

+86-20 2885 5256

顶部

荣格工业资源APP

了解工业圈,从荣格工业资源APP开始。

打开

实现电动汽车的梦想

来源:国际复材技术商情 发布时间:2020-05-30 897
塑料橡胶材料处理、计量与检测模具及零件原料及混合物其他其他添加剂及母粒塑料加工设备电子芯片电子芯片设计/电子设计自动化(EDA)设计/电子设计自动化(IP类软件) 技术前沿
收藏
对汽车制造商来说,转向电动汽车是一个巨大的变化。这也将意味着塑料成分的巨大变化。
转向电动汽车(EVs)是数十年来全球汽车业面临的最大挑战。所需的投资将是巨大的,而新的动力系统技术将使许多现有的工厂和设备变得多余。汽车供应链即将重塑,这将带来挑战和机遇。尤其对于塑料和复合材料供应商。
 
电动汽车将对高分子化合物提出新的性能要求。电动汽车所使用的材料将需要承受更高的电压,提供更高水平的阻燃性,并且还需要长时间承受较高的工作温度。例如,电动汽车冷却系统在使用汽车和充电时必须同时工作。
 
但是,电动汽车当中塑料及复合材料的应用机会并不仅限于动力总成。电动汽车开发人员面临的最大挑战之一是续航里程,即一次充电可以行驶多远。人们对轻量化技术的兴趣——其中许多技术将使用到塑料和增强塑料,而且——只会愈演愈烈。同时,电动汽车技术也被用于自主和半自主驾驶技术,对越来越复杂、低成本的传感器的需求将会增长。
 
从数据上看,最明显的复合材料/聚合物的开发是用于电动汽车动力总成的橙色化合物的数量不断增加。在动力总成电气化系统中,任何带电超过30VAC或60VDC的带电部件都有潜在的触电危险。
 
因此,这些部件必须能够立即识别,以提醒生产线员工、售后人员和车主。朗盛为电动车开发了一系列橙色化合物。该公司最近宣布了欧洲市场的RAL2003级,但表示正在为其他全球市场开发产品。该材料将提供标准或热稳定版本。这些化合物的标准版本在130℃下经过1000个小时的老化后仍然显示出足够高的颜色稳定性。朗盛解释说:“热稳定材料的设置甚至可以在150℃的温度下耐受1000小时,而橙色不会发生明显变化。”
 
 
第一批产品包括无卤素阻燃DurethanPA6等级与20%至45%的玻璃纤维。朗盛公司表示,BKV45FN04含有45%的玻璃纤维增强材料,在电动汽车应用中特别有吸引力,其高流量和UL94的可燃性评级V-0在0.4毫米,使其成为电池结构组件,如电池框架和终板,以及大型高压连接器的良好选择。水解稳定的玻璃纤维增强PBT化合物PocanBF4232HR也是新产品系列的一部分。据称,该产品符合SAE/USCAR-2Rev5插头连接器长期测试的耐水解要求,并通过了最严格的5级标准。
 
超越技术
 
但是,重点不应该全部放在技术上,驾驶员的舒适性和车内设计的灵活性是复合材料应用的另一个关键领域。未来的汽车内饰设计可能会提供可互换/可交换的汽车座椅,并且配备电子调节功能等诸多功能,但是更多功能意味着车辆可能会超重,因此可能会通过使用更多塑料或复合材料来解决此问题。
 
在座椅设计工作中,必须考虑造型美观、安全性能、功能作用及座椅是否舒适等因素,所以座椅轻量化的设计必须以座椅的各性能为基础,在保持各性能安全的基础上减轻重量。在座椅骨架部分采用碳纤维复合材料主要目的是为了减重,以往的应用案例都能充分证明这一点。
 
韩国韩华先进材料公司(HanwhaAdvancedMaterials)表示,其计划制作一种GMT-PP汽车座椅框架,该框架采用玻璃纤维毡增强热塑性塑料聚丙烯(GMT-PP)复合物制成,与常规的钢制框架相比,具有诸多优势。除了比现有的钢制框架减重15%至20%(现有的是9.3公斤的复合物框架与10.98公斤的钢制框架相比),增强塑料座椅框架还支持60:40的分离式设计,从而使得安装3个三点式安全带成为可能。此外,GMT-PP(玻璃纤维毡增强热塑性塑料聚丙烯)复合物具备必要的机械强度,可用于安全带锚固部件。
 
此外,该框架还可减少22%的组件(其中钢制框架组件从37减至25个),不会有钢材腐蚀问题,而且因为无需焊接,也降低了装配成本。此外,使用塑料也增加了设计选择,如可重新设计捆绑和保持行李的位置,塑料框架的前向和后向力矩也与钢制框架相当。
 
前不久,广汽研究院携手科思创的热塑性复合材料为其最新电动概念车ENO.146打造轻量化座椅。这款概念车前排座椅的背板由科思创的Maezio™连续纤维增强热塑性复合材料制成。与传统金属相比,采用该复合材料可使背板减重多达50%。
 
 
广汽研究院携手科思创的热塑性复合材料为其最新电动概念车 ENO.146 打造轻量化座椅。
 
科思创热塑性复合材料业务负责人LisaKetelsen表示:“在汽车内饰中,座椅占整车的比重较高,因此是减重的理想对象。纤维增强复合材料是汽车轻量化的理想材料,而Maezio™可以进一步简化成型和制造工艺。”
 
Maezio™热塑性复合材料可以在使用寿命结束后回收利用,通过机械切碎后重新加热成型,同时打破以往碳纤维的刻板形象,打造出独特的大理石外观,符合概念车的设计要求和可持续发展理念。
 
广汽研究院副院长张帆表示:“电动化、智能化、网联化这些趋势已经重新定义了未来汽车内饰的角色和作用,同时对材料提出了更多的要求,比如轻量化、环保可持续,甚至是创造新的用户体验,如视觉、听觉和触觉等。”
 
持续增长
 
除了先前强调的彩色连接器化合物外,朗盛还致力于为电动汽车市场贡献其Tepex连续纤维增强热塑性材料。Tepex已经被用于乘用车的轻型结构部件,最近的一个例子是保时捷(Porsche)开发的用于敞篷和敞篷车型的轻型混合动力A柱。
 
这是在保时捷911Cabriolet首次使用。混合动力A柱包括一个由高强度钢制成的插入件,该插入件由一个由基于PA6的TepexDynalite102-RG600(6)/47%板制成的成形坯料支撑,坯料采用DurethanAKV30H2.0短玻璃纤维增强PA66制成的带筋结构。整个结构由L&L公司开发的L-5235结构泡沫塑料粘接在一起。混合嵌件的强度和刚度意味着A柱达到了之前高强度钢管解决方案的侧翻性能,重量减轻了5公斤。由于这种重量减轻在车辆结构中占很高的比例,在驾驶动力学方面也被认为是有益的。
 
“混合型A柱的优异机械性能表明,基于钢板、Tepex坯料、聚酰胺6或聚酰胺66的混合型部件(作为反注材料的Durethan的变体)和基于结构性泡沫(如L-5235)的混合型插入件也为结构轻量化车身设计提供了相当大的应用潜力。”Lanxess高性能材料(HPM)业务Tepex汽车部门负责人HenrikPlaggenborg表示,“这尤其适用于电动汽车,因为它们的重型电池使其具有很高的冲击质量。减轻重量还扩展了使用该技术的电动汽车的范围。”
 
 
混合型 A 柱
 
混合复合材料元件是由L&LProducts在法国斯特拉斯堡的工厂开发和制造的。制造增强元件的第一步包括使用混合成型技术对Tepex毛坯进行成型和包覆成型。然后,在阴极浸涂(KTL)工艺之前,将得到的复合部件涂上基于环氧的热反应泡沫粘结系统,并安装在钢体上。KTL过程中的高温导致结构泡沫膨胀并与同样固定在A柱外壳上的高强度钢板粘合,从而产生增强型混合嵌件。混合复合材料元件的其他潜在应用包括加强横梁和侧梁、B柱和C柱,承重电池部件以及对安全至关重要的车门部件。
 
散热性能
 
据提供PA12、PI和PEEK材料的赢创公司介绍,汽车电气化为高性能聚合物化合物开辟了新的应用领域。该公司表示,混合动力汽车和全电动汽车都需要高效的冷却系统,不仅用于高压电池,而且还用于其他重要的高压组件,例如电动机,转换器或逆变器。
 
除了基于VestamidPA12的单层管材外,赢创还开发了用于此类热管理应用的MLT8000多层管材系统。该公司还看到了电机和驱动系统方面的机会。VestamidPA12,P84NTPI和VestakeepPEEK复合材料等专业产品使制造商能够生产耐用的组件,例如轴承或齿轮。它们的使用减少了摩擦,可长期有效使用,并消除了噪音和振动。
 
快速充电时间也是电动汽车成功的关键。新标准允许高达350kW的充电,这将充电时间缩短至数分钟,但对材料的要求很高。该公司表示,其阻燃性VestamidPA12和耐用的VestakeepPEEK适合用作电池模块或电动机中电缆或母线的绝缘材料,以及用作高压充电和车载系统的插头组件。
 
瑞士电缆公司Huber+Suhner开发的快速充电器中使用了EMS-Grivory生产的长玻璃纤维增强GrivoryGVL-4HV0和GrilamidLPA级产品。RADOXHPC大功率充电系统可在高达400A和1000V的电压下工作,这使大型电动汽车的电池在不到15分钟的时间内即可充电至80%。它已在北美和欧洲的快速充电网络中使用。
 
结构性机会
 
在K2019,沙特基础工业公司(SABIC)以设计用于电动汽车电池侧保护的3D打印原型车门槛板加固为例,强调了其XenoyHTX的结构轻量化能力。
 
沙特基础工业公司(SABIC)在K2019上以3D打印原型车门槛板加强件为例,重点介绍了其XenoyHTX的结构轻量化功能,该产品专为电动汽车电池侧保护而设计。SABIC表示,当暴露于-30°C的温度下时,许多工程塑料在负载下往往会变脆并断裂。XenoyHTX可以提供低温延展性和高伸长率,从而在这种条件下具有稳定的性能。
 
此外,据说新的配方技术可提供增强的流动性,从而为复杂的几何形状和具有成本效益的零件合并提供了更大的设计自由度。
 
该公司表示,使用XenoyHTX的混合蜂窝设计可以节省多达60%的重量,这些重量通常与传统的全金属,多片钢或挤压铝制防撞措施有关,而不会影响尺寸稳定性,刚性和机械强度。该玻璃填充等级被认为是特别适合白车身结构要求,该结构必须能够在180-220°C的温度下承受30分钟的电子涂覆周期。HTX牌号还可用于生产承受高温的其他结构部件,包括前端模块,前支架和引擎盖下组件。SABIC表示,这种复合材料的轻量化潜力可以抵消电动汽车电池模块的大量额外重量。
 
科思创也将开发重点放在轻质复合结构上,其中包括其Maezio™连续纤维增强聚碳酸酯材料。在K2019展示的一款轻巧的原型解决了未来汽车内饰从驾驶环境到旅行环境的转变。这一设计将Maezio板材与公司基于BaynatPU的吸音泡沫相结合。前文也提到,该公司还与广汽研发中心合作,为后者的电动概念车ENO.146开发了一款轻质复合座椅靠背。
 
科思创新的热塑性复合材料,给汽车设计师带来新选择,让汽车更加美观。Maezio™连续纤维增强热塑性复合材料,通过单向碳纤维光学材料和聚碳酸酯基体,提供优质表面。中国初创企业蔚来(NIO)在其全电动车型ES8和ES6的车轮上也应用了这种材料。
 
由于经常要面临恶劣的环境,人们对汽车外饰的要求越来越高。结合涂层系统,复合材料车轮叶片经受住了严格的安全性和性能要求,如冲击、化学和耐候性。Maezio™的Makrolon®聚碳酸酯基体具有很高的热稳定性,因此车轮叶片可以承受高达150℃的制动诱导温度。
 
在使用寿命结束时,Maezio™复合材料可以通过切割和重熔回收利用;或重新研磨成短纤维化合物,用于注塑成型工艺,帮助电动汽车制造商提升可持续性表现。
 
科思创热塑性复合材料业务主管LisaKetelsen表示:“我们希望借助热塑性复合材料的优势,帮助汽车行业达到新的高度。”

 

 

 

 

收藏
推荐新闻