全面电气化的时代已经越来越近,新能源汽车被赋予了更多的设计的基本要求,随之而来的是汽车热管理的变革。这其中,材料作为热管理系统的核心之一,也迎来了新的挑战。如何在保证轻量化的同时兼顾性能和成本,成为新趋势下热管理材料行业首先要考量的问题。
作为一家高性能材料解决方案供应商,索尔维特种聚合物在应对汽车热管理的发展的新趋势上,推出了一系列满足苛刻要求的高性能材料。本刊记者近期专访索尔维特种聚合物事业部汽车业务部门市场业务开发经理刘振,听听他是如何看待新能源汽车热管理材料的变革,以及索尔维特种聚合物的相关产品部署情况。
索尔维特种聚合物事业部汽车业务部门市场业务开发经理刘振
从燃油车到新能源车,热管理材料面临核心转变
近年来频频发生新能源车起火事故,其中大多数是由于热管理失控而发生的。在整车厂商不断地提高新能源车性能标准的背景下,安全问题不容忽视。
“对零部件材料阻燃性能要求慢慢的升高,这是新能源热管理系统对原材料要求最明显的转变和趋势。”刘振说道。
相较于传统燃油车,新能源车搭载了动力电池、电机及相关功率电子器件,两者的特性存在极大差异。由于直接关乎性能表现,新能源车对于工作时候的温度的要求极为严苛。在新能源车能量转换的过程中,会产生大量的热能,有可能因为热量控制不当产生燃烧。若材料无法具备相应的阻燃性能甚至于使用了易燃材料,则容易造成燃烧事故扩大。尤其是电池包热管理系统周边的各个组件,包括相关的管路和接头部品,在传统耐冷却液基础上,对阻燃性提出进一步的要求。
另一方面,新能源车轻量化要求也要高于传统燃油车。这使得热管理系统中的金属部件,越来越被聚合物材料替代。而聚合物材料不管是材料选型,还是部品设计,都与传统金属部件大有不同。作为材料供应商,电气化带来的趋势是不仅限于单一地提供材料,而要设计从材料选型,到产品设计,再到成型工艺优化,同时兼顾成本的整体技术解决方案。
目前占据一定市场占有率的混合动力汽车,其特点是同时涉及到传统燃油车和新能源车的热管理,对材料设计带来新的挑战,对此,刘振表示:“混合动力汽车在狭小的机舱空间中布置了更多的组件,使得发动机运行时的辐射热影响到了更多的部件。这对机舱内热管理系统中的管路或其他部件的材料选择提出了更高的耐温要求。”
索尔维推出多种高性能材料方案,满足热管理新趋势要求
为了应对新能源汽车发展的新趋势对于热管理材料的严格要求,索尔维推出一系列高性能材料。这些创新的高性能聚合物相比于金属重量更轻,比金属零件有更高的设计灵活性,在高温和冷却液的工况下也可以长期保持性能。
采用索尔维经典Amodel ®PPA材料设计的产品可以在130℃冷却液的接触下长期工作,结合强制脱模工艺提高量产效率,较金属制品成本可降低25%左右,且重量更轻。
索尔维的柔韧型Ryton ®PPS,兼具材料的阻燃性,耐高温性,耐冷却液性,另外增加了柔韧性,可挤出成型用于有阻燃要求的新能源车冷却液输送管路,相比于现有市场方案可以贡献更多的减重要求,同时也提供了更大的设计自由度以满足紧凑机舱内复杂的管路排布需求。
索尔维的创新性可激光焊接PPS,应用可激光焊接的新材料,能轻松实现更可靠,且成本更低的封装。
此外,面对不同工况的密封需求,索尔维一系列性能出色的氟橡胶材料可以轻松应对挑战。
索尔维致力于解决主机厂材料选择上的痛点
“不同的主机厂在新能源技术路线的选择上不一样,然而,在对相关配件的原材料选择上,却呈现大同小异的趋势。”因此,索尔维的材料解决方案可以广泛地应用到各大主机厂的新能源车型热管理系统研发。
随着新能源车对轻量化的需求慢慢的升高,关键部件的“以塑代钢”成为热管理材料转变的重中之重。但是关键部件往往在非常苛刻的工况中运行,例如高温环境,长期冷却液接触带来的对材料的侵蚀,越来越紧凑的机舱空间需要零件设计或排布上更复杂等。上述需求对对传统的塑料橡胶材料的要求进一步提升。
基于这样的发展的新趋势,索尔维致力于解决主机厂在选择塑料材料时顾虑的痛点,通过一系列技术革新,陆续推出了新的材料方案对应不同的需求。
除PPA,PPS材料已经大范围的使用在新能源主机厂的以塑代钢项目。几项关键的新技术也已经得到欧美主要主机厂的认可并采用。柔韧型的PPS阻燃冷却液输送管已经得到量产应用,且在中国有成熟配套。可激光焊接的PPA,PPS材料由于高效和可靠的密封表现,也慢慢变得多地应用于新能源热管理系统组件之中。
总体而言,索尔维拥有多种类的特种聚合物产品目录,应对各种苛刻工况下的材料选择难题,可以提供综合性能与成本的解决方案,为主机厂提供应用于热管理系统的优秀材料。