汽車
熱管理

純電動汽車熱管理系統材料

向純電動汽車的過渡正在進行中——但關鍵挑戰依然存在

在世界各地,尤其是在歐洲和中國,汽車行業正處於從傳統汽油燃料汽車向純電動汽車 (BEV) 的快速轉變過程中。在 BEV 中,傳統車輛中的汽油發動機被三個主要模塊取代:電機、電池和逆變器。

儘管 BEV 比發動機驅動的車輛更節能,但它們的電池只能存儲有限的能量,因此 BEV 的電機和電池必須高效運行才能確保令人滿意的性能。這些組件的溫度在使用時往往會升高,而抵消這些升高的策略——將每個組件保持在其最佳工作溫度範圍內——對於提高能源效率和延長行駛距離至關重要。這種策略被稱為熱管理技術。從歷史上看,BEV 的熱管理系統通常是為每個獨立的功能單元單獨實施的——一個用於電池,另一個用於動力總成,第三個用於空調,每個獨立運行——但最近的車輛設計已經開始將熱管理作為一個系統範圍的挑戰來解決,需要統一、全面的解決方案。

旭化成提供創新材料產品和先進的技術支持服務,以協助開發不斷發展的熱管理系統所需的廣泛產品。

具有雷射焊接和雷射打標特性的閥門材料 利昂娜 14G30

LEONA™ 14G30 聚醯胺樹脂

旭化成的LEONA™聚醯胺樹脂是一種工程塑料,具有高強度、高剛性、高耐熱性和出色的耐化學性。這些材料可以透過玻璃纖維或類似填料增強來進一步增強,從而提高其強度、剛性、耐用性和尺寸穩定性。

例如,LEONA™ 14G30 是一種在熱管理系統中的閥門中具有成功採用記錄的材料。為了幫助我們的客戶充分利用這種材料的卓越物理特性(包括其高強度、耐長效冷卻劑以及出色的雷射焊接和雷射打標特性),旭化成提供廣泛的技術支援服務:我們經驗豐富的工程師與客戶合作加速產品開發並實現創新解決方案。

熱管理系統中閥門的典型配置
冷卻液閥系統

用於冷卻系統管道的材料,具有優異的耐水解性、耐氯化鈣性和長壽命冷卻劑 (LLC) LEONA™ XYRON™

旭化成為各種用途的管道提供多種材料和加工技術。管道通常由金屬(例如鋁合金)或金屬與橡膠材料組合製成。用樹脂材料代替這些金屬可以以更低的成本生產出重量更輕的產品。

下面,我們將回顧一些將材料製成管道的常用技術。

注水技術 (WIT)

WIT 是一種專門用於生產管道和其他空心體的注塑成型技術。該技術首先用熔融樹脂填充模具,就像傳統的注塑成型一樣,然後通過模具中心注入一股水流。延遲注水直到靠近外管表面的樹脂冷卻並固化,而靠近管中心的樹脂保持熔融狀態並且很容易被水流置換以產生空心管。雖然這種方法只推薦用於相對較短的管道(50 厘米左右),但它能夠形成支管和截面變形或直徑不均勻的管道,是支管和彎管的良好選擇冷卻系統。

對於 WIT 應用,旭化成推薦我們的LEONA™ 53G33 聚醯胺樹脂,即使與其他LEONA™聚醯胺樹脂相比,該樹脂也具有優異的耐水解性、耐氯化鈣性和長效冷卻劑性能。

按此處查看LEONA™ 53G33 的資料表

水管

擠出成型

在這種方法中,樹脂材料被加熱到其熔點以上,並從模具中擠出,以產生具有均勻橫截面形狀的連續體。該技術能夠生產小直徑和長長度的管材和管道。此外,擠壓體可以加工成互連管道的複雜配置,其應用包括電池組的冷卻管以及散熱器、電池組和電機等功能單元之間的互連。

旭化成很自豪能夠為電動車水冷熱管理系統中的冷卻管路提供兩個系 列的樹脂解決方案:

1.對於多層管道,內層採用XYRON™改質 PPE 樹脂,外層採用LEONA™聚醯胺 612 樹脂。
2. 對於單層管道,LEONA™聚醯胺 612 樹脂。

內層組合了彎曲加工性優異、低溶離性、耐LLC性的改質PPE樹脂XYRON™ /外層聚醯胺(PA)612樹脂LEONA™多層管
多層管:XYRON™內層與LEONA™外層配對

用於更小、更輕的冷卻泵的材料 利昂娜 BG230・ SG104

LEONA™ BG230生物質塑膠聚醯胺樹脂

LEONA™ BG230 聚醯胺樹脂是一種基於生物質塑膠 PA610 的材料,其中含有 60% 的植物性聚合物。

PA610 的吸水性低於 PA66,即使在暴露於水的環境中使用也能確保良好的尺寸穩定性。這種材料具有出色的耐化學性和耐氯化鈣性,並具有良好的激光焊接特性,使其成為尺寸和重量更小的冷卻泵的合適選擇。

按此處查看LEONA™ BG230 的資料表

冷卻幫浦

LEONA™ SG104 聚醯胺樹脂

LEONA™ SG104 聚醯胺樹脂是由半芳香族聚醯胺和聚醯胺 66 製成的合金牌號。

該材料在吸水後表現出較低的尺寸變化和物理性能退化。其主要特點包括高比強度、美觀的外觀和優異的流動性。與這些應用中常用的材料聚苯硫醚 (PPS) 相比,LEONA™ SG104 在註塑成型過程中產生的氣體更少,並具有更好的成型性。

按此處查看LEONA™ SG104 的資料表

工程塑膠泡沫有助於熱管理系統 陽光力量

什麼是SunForce™?

SunForce™是旭化成基於XYRON™的泡棉材質系列,由於使用了改質聚苯醚(m-個人防護裝備 (PPE) 成分。這些特性包括優異的阻燃性 (UL-94 V-0)、尺寸精度以及適合製造薄壁零件。

SunForce™珠子的泡沫結構意味著該材料比固體材料含有更少的樹脂,因此,熱量流經材料的路徑更少,從而確保了低導熱率和高隔熱性。

工程塑料顆粒泡沫珠Sunforce

案例研究:SunForce™材料在電動汽車電池中的應用

SunForce™珠的卓越隔熱性能有利於電動車電池的熱管理。

電池的一個眾所周知的特性是它們的輸出在低溫下急劇下降。為了避免這種行為,人們為電動和高輸出混合動力車設計了各種策略,包括加熱器和其他機制,以將電池保持在足夠高的溫度。 Asahi Kasei 建議使用SunForce™磁珠對車輛電池進行絕緣。這可以防止電池在車輛靜止時釋放熱量和冷卻,從而在不需要加熱器的情況下保持電池的高輸出功率數小時。

當有加熱器存在時,SunForce™珠提供的隔熱作用可最大限度地減少外部熱損失。

 SunForce™磁珠還可以減少外部熱量通過車輛底盤的流入,從而減少行駛時用於冷卻電池的功耗。這提高了熱交換效率並最大限度地提高了電池性能。

Sunforce 電池熱管理

此外,SunForce™材料是泡沫材料,可用於任何需要阻燃性能的地方。

SunForce™是世界上第一個獲得 V-0 認證的顆粒泡沫珠材料,該材料具有極高的阻燃級別,符合 UL 塑膠和零件阻燃標準 UL-94。馬蘇。此外,由於它是一種輕質泡沫且具有自熄特性,因此已被考慮用於電動車電池組周圍的部件。

圓柱形鋰離子電池電芯座

例如,在車用電池組中使用SunForce™珠子作為電池座具有以下優點。

1.安全性提高:採用UL-94 V-0級阻燃性的泡棉材質
2.重量減輕:與射出樹脂材質相比,SunForce™泡棉可以減輕重量。(10x 泡棉等級的比重為 0.1 kg/L。)

設計、製造技術支持

基於旭化成先進模擬能力的寶貴技術援助

對於基於旭化成工程塑料設計產品的客戶,我們提供基於我們模擬能力的各種技術支持服務。

例如,也許您是金屬閥門的設計師,並且您很想考慮在您的下一個閥門設計中從金屬切換到樹脂——但您擔心樹脂製成的閥門可能缺乏您的應用所需的強度和剛度,或者焊接線強度的降低將是一個問題。
為消除您的顧慮,旭化成工程師將使用我們先進的仿真功能研究一系列形狀和澆口位置,以最大限度地減少熔接線的影響——然後跟進設計和性能預測,以消除材料失效或洩漏的任何可能性使用中的產品。

CAE

其他主題

相關資訊

LEONA™ polyamide resin

LEONA™具有優異的耐熱性、強韌性、絕緣性、耐油性。廣泛應用於汽車零部件、電氣電子零部件。

XYRON™ m-PPE resin

XYRON™具有優異的阻燃性、電性能、尺寸穩定性和耐水性。它用於光伏(PV)、電池和5G通訊組件。

SunForce™

SunForce™是一種輕質泡沫,具有優異的阻燃性、耐熱性和隔熱性能,適用於電動車電池週邊零件。