ô tô
Quản lý nhiệt

Vật liệu cho hệ thống quản lý nhiệt trong xe điện ắc quy

Quá trình chuyển đổi sang xe điện chạy bằng pin đang được tiến hành—nhưng vẫn còn những thách thức chính

Trên khắp thế giới—và đặc biệt là ở Châu Âu và Trung Quốc—ngành công nghiệp ô tô đang trong quá trình chuyển đổi nhanh chóng từ phương tiện chạy bằng xăng thông thường sang phương tiện chạy bằng pin (BEV). Trong BEV, động cơ xăng trong các phương tiện thông thường được thay thế bằng ba mô-đun chính: động cơ, pin và biến tần.

Mặc dù BEV tiết kiệm năng lượng hơn so với xe chạy bằng động cơ, nhưng pin của chúng chỉ có thể lưu trữ một lượng năng lượng hạn chế và do đó, động cơ và pin của BEV phải hoạt động với hiệu suất cao để đảm bảo hiệu suất thỏa đáng. Nhiệt độ của các bộ phận này có xu hướng tăng lên khi sử dụng và các chiến lược để bù đắp những sự gia tăng này—để duy trì từng bộ phận trong phạm vi nhiệt độ hoạt động tối ưu của nó—là rất quan trọng để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và kéo dài khoảng cách di chuyển. Các chiến lược như vậy được gọi là công nghệ quản lý nhiệt. Trước đây, các hệ thống quản lý nhiệt cho BEV thường được triển khai riêng biệt cho từng bộ phận chức năng riêng lẻ — một bộ phận dành cho pin, bộ phận khác dành cho hệ thống truyền động và bộ phận thứ ba dành cho điều hòa không khí, mỗi bộ phận hoạt động độc lập với các bộ phận khác — nhưng các thiết kế phương tiện gần đây hơn đã có bắt đầu giải quyết vấn đề quản lý nhiệt như một thách thức trên toàn hệ thống đòi hỏi các giải pháp thống nhất, toàn diện.

Asahi Kasei cung cấp cả sản phẩm vật liệu sáng tạo và dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến để hỗ trợ phát triển nhiều loại sản phẩm cần thiết cho các hệ thống quản lý nhiệt không ngừng phát triển.

Vật liệu chế tạo van có đặc tính hàn laser và đánh dấu bằng laser Leona 14G30

Nhựa polyamit LEONA™ 14G30

Nhựa polyamide LEONA™ của Asahi Kasei là loại nhựa kỹ thuật có độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt cao và khả năng kháng hóa chất vượt trội. Những vật liệu này có thể được tăng cường hơn nữa bằng cách gia cố chúng bằng sợi thủy tinh hoặc chất độn tương tự, cải thiện độ bền, độ cứng, độ bền và độ ổn định kích thước của chúng.

Lấy một ví dụ, LEONA™ 14G30 là vật liệu có thành tích đã được chứng minh về việc áp dụng thành công cho van trong hệ thống quản lý nhiệt. Để giúp khách hàng của chúng tôi tận dụng tối đa các đặc tính vật lý vượt trội của vật liệu này—bao gồm độ bền cao, khả năng chịu chất làm mát có tuổi thọ cao cũng như các đặc tính hàn laser và đánh dấu bằng laser tuyệt vời—Asahi Kasei cung cấp các dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật mở rộng: các kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi làm việc cùng với khách hàng để đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm và đạt được các giải pháp đổi mới.

Cấu hình điển hình của van trong hệ thống quản lý nhiệt
Hệ thống van làm mát

Vật liệu cho đường ống hệ thống làm mát có khả năng chống thủy phân, canxi clorua và chất làm mát tuổi thọ cao (LLC) tuyệt vời LEONA™ XYRON™

Asahi Kasei cung cấp nhiều loại vật liệu và kỹ thuật xử lý cho các loại ống được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Ống thường được làm từ kim loại (chẳng hạn như hợp kim nhôm) hoặc từ kim loại kết hợp với vật liệu cao su. Việc thay thế các kim loại này bằng vật liệu nhựa sẽ tạo ra các sản phẩm có trọng lượng nhẹ hơn với chi phí thấp hơn.

Dưới đây, chúng tôi xem xét một số kỹ thuật phổ biến để tạo vật liệu thành ống.

Công nghệ phun nước (WIT)

WIT là một loại khuôn phun chuyên dụng được sử dụng để sản xuất ống và các thân rỗng khác. Kỹ thuật này bắt đầu bằng cách đổ đầy khuôn bằng nhựa nóng chảy, như trong phương pháp ép phun thông thường, nhưng sau đó một dòng nước được bơm qua tâm khuôn. Việc phun nước bị trì hoãn cho đến khi nhựa gần bề mặt ống bên ngoài nguội đi và đông đặc lại, trong khi nhựa gần tâm ống vẫn nóng chảy và dễ dàng bị dòng nước dịch chuyển để tạo thành ống rỗng. Mặc dù phương pháp này chỉ được khuyến nghị cho các ống tương đối ngắn (khoảng 50 cm), nhưng nó có khả năng tạo ra các ống phân nhánh và các ống có mặt cắt biến dạng hoặc đường kính không đồng đều, làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt cho các ống phân nhánh và ống cong trong hệ thống làm mát.

Đối với các ứng dụng WIT, Asahi Kasei khuyên dùng nhựa polyamit LEONA™ 53G33 của chúng tôi, loại nhựa này có khả năng chống thủy phân, clorua canxi và chất làm mát có tuổi thọ cao vượt trội, thậm chí so với các loại nhựa polyamit LEONA™ khác.

Bấm vào đây để xem bảng dữ liệu của LEONA™ 53G33

Ống nước

Đúc đùn

Trong phương pháp này, vật liệu nhựa được nung nóng vượt quá điểm nóng chảy của nó và được đùn ra khỏi khuôn để tạo ra phần thân liền kề có hình dạng mặt cắt ngang đồng nhất. Kỹ thuật này có khả năng sản xuất ống và ống dẫn có đường kính nhỏ và chiều dài dài. Ngoài ra, các thân đùn có thể được xử lý để tạo ra các cấu hình phức tạp của các ống nối với nhau, với các ứng dụng bao gồm ống làm mát cho bộ pin và kết nối giữa các bộ phận chức năng như bộ tản nhiệt, bộ pin và động cơ.

Asahi Kasei tự hào cung cấp hai dòng giải pháp nhựa cho dây chuyền làm mát trong hệ thống quản lý nhiệt làm mát bằng nước EV:

1.Đối với ống nhiều lớp, sự kết hợp giữa nhựa PPE biến tính XYRON™ cho các lớp bên trong và nhựa LEONA™ polyamide 612 cho các lớp bên ngoài.
2. Đối với ống đơn lớp, nhựa LEONA™ polyamide 612.

Sự kết hợp của nhựa PPE biến tính lớp bên trong XYRON™ với khả năng uốn cong tuyệt vời, đặc tính rửa giải thấp và khả năng kháng LLC/lớp ngoài polyamide (PA) 612 nhựa LEONA™ Đường ống nhiều lớp
Ống nhiều lớp: Các lớp XYRON™ bên trong kết hợp với các lớp LEONA™ bên ngoài

Vật liệu cho máy bơm làm mát nhỏ hơn, nhẹ hơn Leona BG230・ SG104

Nhựa polyamit nhựa sinh khối LEONA™ BG230

Nhựa polyamit LEONA™ BG230 là vật liệu dựa trên nhựa sinh khối PA610, chứa 60% polyme có nguồn gốc thực vật.

PA610 thể hiện khả năng hấp thụ nước thấp hơn PA66, đảm bảo độ ổn định kích thước tốt ngay cả khi được sử dụng trong môi trường tiếp xúc với nước. Vật liệu này mang lại khả năng kháng hóa chất và canxi clorua tuyệt vời, đồng thời thể hiện các đặc tính hàn laser tốt, làm cho nó trở thành lựa chọn phù hợp để làm mát máy bơm với kích thước và trọng lượng giảm.

Bấm vào đây để xem bảng dữ liệu của LEONA™ BG230

bơm làm mát

Nhựa polyamit LEONA™ SG104

Nhựa polyamit LEONA™ SG104 là loại hợp kim được làm từ polyamit bán thơm và polyamit 66.

Vật liệu này thể hiện sự biến đổi chiều thấp và suy giảm các tính chất vật lý khi hấp thụ nước. Các tính năng chính của nó bao gồm cường độ riêng cao, vẻ ngoài hấp dẫn và tính lưu động tuyệt vời. So với polyphenylene sulfide (PPS), một vật liệu thường được sử dụng cho các ứng dụng này, LEONA™ SG104 tạo ra ít khí hơn trong quá trình ép phun và có khả năng tạo khuôn tốt hơn.

Bấm vào đây để xem bảng dữ liệu của LEONA™ SG104

Bọt nhựa kỹ thuật giúp ích cho hệ thống quản lý nhiệt lực lượng mặt trời

SunForce™ là gì?

SunForce™ là dòng vật liệu xốp dựa trên XYRON™ của Asahi Kasei kết hợp các đặc tính nhẹ và cách nhiệt độc đáo của bọt với các đặc tính vượt trội—vượt xa khả năng của các loại bọt thông thường—do việc sử dụng ete polyphenylene biến tính (m- thành phần PPE). Những đặc tính này bao gồm khả năng chống cháy tuyệt vời (UL-94 V-0), độ chính xác về kích thước và tính phù hợp để chế tạo các bộ phận có thành mỏng.

Cấu trúc xốp của hạt SunForce™ có nghĩa là vật liệu này chứa ít nhựa hơn vật liệu rắn—và do đó, có ít đường truyền nhiệt qua vật liệu hơn, đảm bảo độ dẫn nhiệt thấp và cách nhiệt cao.

hạt nhựa kỹ thuật hạt xốp Sunforce

Nghiên cứu điển hình: Ứng dụng vật liệu SunForce™ cho pin xe điện

Đặc tính cách nhiệt vượt trội của hạt SunForce™ tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý nhiệt cho pin EV.

Một đặc tính nổi tiếng của pin là công suất của chúng giảm đáng kể ở nhiệt độ thấp. Để tránh hành vi này, nhiều chiến lược khác nhau đã được đưa ra cho các loại xe hybrid điện và công suất cao, bao gồm bộ sưởi và các cơ chế khác, để giữ pin ở nhiệt độ đủ cao. Asahi Kasei khuyến nghị sử dụng ắc quy xe cách điện bằng hạt SunForce™. Điều này giúp pin không bị giải phóng nhiệt và làm mát khi xe đang dừng, duy trì công suất đầu ra cao của pin trong nhiều giờ mà không cần máy sưởi.

Khi có máy sưởi, lớp cách nhiệt do hạt SunForce™ cung cấp sẽ giảm thiểu sự thất thoát nhiệt bên ngoài.

Các hạt SunForce™ cũng làm giảm năng lượng dùng để làm mát pin khi lái xe bằng cách giảm lượng nhiệt bên ngoài truyền vào khung xe. Điều này cải thiện hiệu quả trao đổi nhiệt và tối đa hóa hiệu suất của pin.

Quản lý nhiệt pin Sunforce

Ngoài ra, vật liệu SunForce™ là bọt có thể được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần có khả năng chống cháy.

SunForce™ là vật liệu hạt xốp dạng hạt đầu tiên trên thế giới được chứng nhận là V-0, mức độ chống cháy cực cao, theo tiêu chuẩn chống cháy của UL cho nhựa và linh kiện, UL-94. Masu. Ngoài ra, vì đây là loại bọt nhẹ và có đặc tính tự dập tắt nên nó đã được xem xét sử dụng trong các bộ phận xung quanh bộ pin xe điện.

giá đỡ pin lithium ion hình trụ

Ví dụ: sử dụng hạt SunForce™ cho giá đỡ cell trong bộ pin gắn trên xe mang lại những lợi ích sau.

1.Cải thiện độ an toàn: Sử dụng vật liệu xốp có khả năng chống cháy UL-94 V-0
2.Giảm trọng lượng: Bọt SunForce™ có thể giảm trọng lượng so với vật liệu nhựa đúc phun. (Trọng lượng riêng của loại xốp 10x là 0,1 kg/L.)

Hỗ trợ kỹ thuật cho thiết kế và sản xuất

Hỗ trợ kỹ thuật có giá trị dựa trên khả năng mô phỏng tiên tiến của Asahi Kasei

Đối với những khách hàng thiết kế sản phẩm dựa trên nhựa kỹ thuật của Asahi Kasei, chúng tôi cung cấp nhiều dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật dựa trên khả năng mô phỏng của chúng tôi.

Ví dụ: có lẽ bạn là nhà thiết kế van kim loại và bạn đã muốn cân nhắc chuyển từ kim loại sang nhựa cho các thiết kế van tiếp theo của mình—nhưng bạn lo ngại rằng van làm bằng nhựa có thể thiếu độ bền và độ cứng mà ứng dụng của bạn yêu cầu, hoặc rằng việc giảm cường độ đường hàn sẽ có vấn đề.
Để xoa dịu mối lo ngại của bạn, các kỹ sư của Asahi Kasei sẽ sử dụng các khả năng mô phỏng nâng cao của chúng tôi để điều tra một loạt các hình dạng và vị trí cổng nhằm giảm thiểu tác động của các đường hàn—sau đó theo dõi các dự đoán về hiệu suất và thiết kế để loại bỏ mọi khả năng hỏng hóc hoặc rò rỉ vật liệu cho sản phẩm đang sử dụng.

CAE

Các chủ đề khác

Thông tin liên quan

LEONA™ polyamide resin

LEONA™ có khả năng chịu nhiệt, độ bền và độ dẻo dai, cách nhiệt và chống dầu tuyệt vời. Nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận ô tô, điện và điện tử.

XYRON™ m-PPE resin

XYRON™ có khả năng chống cháy, tính chất điện, độ ổn định kích thước và khả năng chống nước tuyệt vời. Nó được sử dụng trong quang điện (PV), pin và các thành phần truyền thông 5G.

SunForce™

SunForce™ là một loại bọt nhẹ có đặc tính chống cháy, chịu nhiệt và cách nhiệt tuyệt vời và có thể áp dụng cho các bộ phận ngoại vi của pin EV.