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朗盛玻纤增强聚酰胺6用于汽车电池外壳,确保性能的情况下实现轻量化

随着电动汽车(EV)生产的增加和充电基础设施的发展,更长的旅程变得更加可行,汽车制造商有责任进一步减少汽车重量。剩下的相对未开发的应用之一是电池外壳。一些联盟和个别公司正在争相开发商业解决方案。


例如,朗盛公司和Kautex Textron公司正在对直接长纤维热塑性塑料(D-LFT)和聚酰胺6(PA6)树脂进行可行性研究。同时,Aimplas公司正在开发基于可重复使用、可回收的长纤维热塑性复合材料的轻质车辆的可持续结构电池外壳。放电的电池组将可以热插拔。在其他发展中,Vestaro财团正在采用一种基于轻质片状模塑化合物的新方法,用于高压电池模块外壳。


从PA6,6切换到PA6


朗盛在电动车电池外围部件方面也取得了进展,再次走在前列。据这家聚酰胺供应商称,PA6和PA66是具有非常相似特性的材料,但它们经常相互竞争。最近,PA66紧张的价格形势及其暂时有限的供应,导致它甚至在传统应用中被PA6取代。然而,通常由PA66制成的部件的新开发,现在越来越多地直接用PA6来实现。


目前的一个例子是一家德国汽车制造商生产的电动车紧凑型汽车中使用的车载电池充电器的外壳。它由朗盛的 Durethan BKV50H3.0 组成,采用 50% 重量的短玻璃纤维进行高度增强。由外壳和充电器组成的材料组合的制造商是Leopold Kostal GmbH & Co. KG(德国Luedenscheid),一家汽车、工业和太阳能电气以及电气连接器系统的全球系统供应商。


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这一大规模的应用强调了这样一个事实,即PA6化合物不一定要经过水解稳定才能用于电动汽车中乙二醇-水冷却剂的冷却应用。朗盛高性能材料业务部的技术大客户经理Bernhard Helbich博士解释说:“我们认为,在未来,这种类型的聚酰胺6产品将在电动汽车的外壳和其他热管理部件的大规模生产中变得非常普遍。对于冷却系统中的流体连接器或控制单元等应用来说,情况尤其如此。”


电动动力系统的热管理要求不同


长期以来,内燃机冷却回路中的塑料部件一直是PA66的天下。这是因为这种热塑性塑料对热的冷却剂(如水-乙二醇混合物)有很强的抵抗力。然而,纯电动动力系统的热管理要求正朝着更低的温度转变。对于全电动汽车来说,聚酰胺6化合物对水-乙二醇混合物的长期耐热性对大多数部件来说是足够的,甚至在某些情况下显著延长应力时间。因此,在车辆运行期间,外壳可以永久地承受高达85°C的温度,没有任何问题,并且可以实现高达10 bar的爆裂负荷。对样品的长期测试也表明,在水-乙二醇混合物中的化合物的机械性能几乎没有减少。即使在110℃和1.5 bar的压力下存放了1500小时。因此,该材料符合德国一家大型汽车制造商对电动汽车水冷部件的技术要求。


外壳长约29厘米,宽约12厘米,具有相当大的法兰长度。该外壳和一个密封圈一起被拧到充电器的铝制外壳上。PA6化合物所表现出的高强度和刚度确保该外壳满足严格的密封性要求。Bernhard Helbich评论说:“为此,我们与Kostal公司密切合作,优化了机械部件的性能,通过模拟填充,我们确定了如何在注塑加工中实现收缩和翘曲的最低值。”


此外,Durethan BKV50H3.0采用了无铜H3.0热稳定,不会导致冷却回路中的金属部件发生电腐蚀。它对电动车运行中通常出现的介质有抵抗力,如油、油脂、电池电解液和道路盐。


来源:环球聚氨酯


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