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   日期:2019-08-22     来源:汽车材料网    评论:0       [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
中国国际胶粘剂及密封剂展
核心提示:由中国汽车材料网主办的“2019(第四届)新能源汽车轻量化技术研讨会”于7月25—26日在南京圆满召开,现场邀请巴斯夫(中国)有限公司 孙磊 针对化学创新未来驱动出行做报告分享。
   【中国汽车材料网】由中国汽车材料网主办的“2019(第四届)新能源汽车轻量化技术研讨会”于7月25—26日在南京圆满召开,现场邀请巴斯夫(中国)有限公司  孙磊 针对化学创新未来驱动出行做报告分享。(以下文章为小编现场速记内容整理,未经本人审核)
  
  演讲人:巴斯夫(中国)有限公司 孙磊
  
  演讲主题:化学创新未来驱动出行
  微信图片_20190822090454
  此次我的报告将向大家介绍巴斯夫就轻质材料、复合材料和工程塑料在新能源汽车方面的应用。目前巴斯夫的业务范围很广,广泛的材料能力和产品组合主要分为四大类型:第一类是聚氨酯系统,主要用于汽车的内饰;第二类是工程塑料;第三类是苯乙烯泡沫,主要应用在建材方面;第四类是特殊塑料。
  
  与燃油车相比,电动车首先关注的是电池包的系统,电池包在塑料方面的挑战主要在以下几个方面:首先塑料的强度比钢材和铝材弱,当然每个部分不一样,对材料的冲击性能要求也不同;其次是阻燃性能,与塑料相比,金属材料一般不会燃烧。
  
  我们把电池包做了细分,可以用做塑料的首先是上盖,它在结构方面较弱,主要起到密封作用。目前应用在上盖的材料除工程塑料以外,我们也在推另外一种新的工艺——聚氨酯注塑成型工艺;其次是冷却管路,现在普遍也是塑料制成,这个机械结构线旁边的模块压力弯管,目前为止大部分还是以金属为主,铝合金为辅,但是也有客户慢慢地在考虑用塑料;母线槽,采用的也是塑料,主要是耐热阻燃以及绝缘塑料为主;模组的上盖壳体,也可以用做塑料材料,只是目前还没有普及。
  
  电动车第二大类关注点是电控系统,目前它在塑料方面的应用还是相当的局限,它所面临的主要问题,就是导热,因为它所产生热量很高,而塑料的导热性能较差,这也是目前我们所面临的新课题。同样电磁屏蔽,它的实际温度比电池高,所以在塑料耐热方面也是一个挑战。
  
  在电机方面,塑料的应用也不是非常普遍,电机主要的难点在于,它对机械的强度要求特别高,这也是塑料目前无法达到的,其实在欧洲已经利用超高强度的碳纤维增强塑料来做电机外壳。
  
  其次充电桩和充电线缆,对塑料的制造意义非常普及,它的主要挑战是在低温下还要保持好的弹性。目前无线充电的发展,可以说会很迅速普及,技术方向上已经很成熟了,只要国家法规的支持展开,无线充电很快就会铺开。此外,路边上的充电桩的外壳,在塑料上也有利用前景,它主要考虑的当然还是机械性,而且在耐温性能方面良好。
  
  举个比较好的案例,例如测试磨合的特斯拉Model 3,上控制臂是由一家韩国零部件厂开发研制,采用了塑料和金属混合制作。与之前的正反面钢焊接不同的是,它能够减重30%,和铝制的相比,重量上一样,但是比铝浇铸的成本降低50%。而且这家零部件厂商,目前正在开发下控制臂工艺。
  
  电子屏蔽我们也在研究一种新的技术——metal Arc Spraying,它的原理是通过高温把比较低的熔点的金属,比如锌或者铝,融化成液滴状,然后直接喷到目标塑料上,所形成的大概厚度是100µm左右,喷完后会立刻固化,它的生产效率也是很高。
  
  联想到现在解决电磁屏蔽方法,分享一个真实的案例——大众高尔夫,它采用的是铝膜通过热熔胶固定的方式,我们测算过,如果按照这种固定工艺方式,我们开发的电子屏蔽新技术会比它的成本降至一半左右。与镀层工艺相比,镀层工艺的成本会更高些。所以说我们所开发的metal Arc Spraying,更加低成本化,它特别适合于大面积喷涂,目前已经通过冷热冲击等行业标准。
  
  对比目前能够想到的塑料解决电磁屏蔽的各种方法,这里有一个最简单方法,就是把塑料直接做成导电塑料,将导电性能做到一定的级别,它就能实现电磁屏蔽的作用。但是这种材料在做覆盖件或者壳体等零部件的成本相当大,而且这种材料的注塑性、流动性也不强。综合下来考量这几个指标,电磁屏蔽对材料的选择首要因素是电,其次是成本和性价比要好,另外它的设计自由度、注塑性强。
  
  接下来我来介绍一下我们所开发的聚氨酯注塑成型工艺(PU RRIM),它与传统注塑最本质的区别是,注塑打进去的是高温度溶体,已经是聚透物,而聚氨酯注塑工艺打进去的两个液体是单体式绝缘体,在填充满模后发生固化反应,所以它和注塑的非常类似,都能够做出复杂的像加强筋,倒扣件等。它是低压低温的,压力也非常低,而且这种模具不同于注塑的是材质采用的是铝模,它对模具的结构没有太大的要求,甚至于在做一些快速样件时,可以使用树脂模。其次它的成本也很低,可以做到小批量生产,模具分摊优势越明显。
  
  举个例子,目前塑料在新能源汽车的覆盖件翼子板上用的比较多,像蔚来汽车、小鹏汽车都在用塑料,目的就是为了减重,减重在50%左右。一般市场所需的塑料翼子板,主要是注塑聚丙烯。通过钢、聚氨酯塑料和长纤维增强热塑性材料的成本和重量的对比,我们发现在小批量生产下,钢板模具的生产并不占优势。
  
  接下来我们来说一下导热,目前已经开发了一种仿真技术,从原理来说,塑料要保证导热性能要采用导热热塑性塑料,导热材料目前比较有经济规模主要是扁平片状,也就是说造成了导热性的塑料不像金属一样,它的导热系数各项异性,塑料所面对的导热系数很高,垂直面的导热技术就比较差,塑料能够做出金属做不出的形状。它在零部件内部的分布主要是由注塑工艺所决定的,通过注塑工艺,导热热塑性材料在零部件不同部位的取向不同,目前我们已经建立各项异性的材料模型。
  
  目前,智能驾驶已经普遍出现,我们剖析了两款汽车雷达结构,一款是博世(Bosch),另一款澳洲Veoneer,汽车雷达主要分为三个部件,第一个部件——Radome,雷达天线罩要求很明显需要透波,那么从物理上来说塑料要满足低Dk和低Df系数,这也是目前塑料应用的一个挑战。第二个部件——Housin,就一般来说雷达罩与Housing组成一个封闭的腔体,那么目前Housing部件上金属和塑料材料都有在做,它的要求是要满足导热性能和机械强度,能够同时满足这两点其实是很难做到的。其次是电磁屏蔽。这个三方面材料的应用主要是,雷达透明材料,这个比较普及,其次是雷达反射,目前碳纤维增强材料能够达到我们的要求。最难的就是军工级雷达吸收,这就是隐身材料,目前为止我们还没研发。
  
  最后跟大家聊一下新能源汽车的燃料电池。燃料电池堆正反两面有两个分配器,都是可以用做塑料,目前欧洲已经有成功案例。它主要的功能是通过氢和氧的熔合产生电能,一些固定分配板的结构件也可以用做塑料。还有一个关键部件——储氢罐,目前来看需要用到三层材料,其中最内层阻隔层,需要阻隔氢气的渗透以及很好的延展性,最外层起到防止表面刮擦的作用,这层可以采用工程塑料加玻纤达到目的。
 
连接技术 新能源
 
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