帝斯曼工程材料

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工程材料如何为电动汽车的增长提供动力

22 七月 2019
  • 于斌帝斯曼高级工程开发经理

: 随着消费者对电动汽车的接受度不断提高,对先进材料解决方案的需求也在相应的不断增长。在此过程中,消费者的喜好, 政府政策, 工程材料的创新都会对电动车市场的增长有所影响和帮助;

消费者偏好

消费者对电动汽车的态度正在逐渐改变,甚至, 就算在美国这样的困难市场,传统上来说, 廉价的石油和对电动车里程焦虑导致消费者对大型内燃机车辆的更加喜爱。

在美国汽车协会(AAA)进行的2018年驾驶员调查中,20%的美国人表示他们未来可能会购买电动汽车。 比2017年的15%有所上升,与之前的调查相比中增幅最大。 在同一项调查中,自2017年以来,对缺乏充电站等常见的担忧减少了9%。

政府政策

更严格的排放法规,锂电池价格的不断下降,更好的充电基础设施和更长的行驶里程预计将使电动汽车(包括混合动力,插电式混合动力,电池和燃料电池)的销售额增加到2025年新车总销量的15%,其中, 大城市中的高峰通行频发,导致其排放规定将是最严格的标准之一。

此外,中国政府制定的关于电池里程和电动汽车数量的法规, (如双积分政策), 正在为汽车电气化做出巨大推动。中国汽车制造商, 由于具有, 相对更容易获得了汽车电气化所需的原材料, 以及他们在电池领域的全球领先地位而更具有竞争优势,这种强大的力量也正在迫使那些想在中国开展业务的外国制造商在电气化工业投入大量资金和技术。

锂离子电池

问题:锂离子电池(LiBs)由堆叠在外壳内的多个互连电池组成,电池管理系统决定电池的功率输出, 并防止电池过载或充电过快。 电池单元外壳确保每个电池保持在适当位置,以承受振动,冲击和其他恶劣条件。 由于单个电池通过保险丝保护的母线连接,因此整个系统的机械可靠性至关重要。

解决方案:帝斯曼的Xytron具有高尺寸稳定性,同类最佳的耐化学性和耐温性,天生的阻燃性, 以及高导热的可能性,可确保电池内产生的热量传导至有源和/或无源散热片模块。帝斯曼在PPS聚合物科学领域的突破性创新, 很大程度上减小了在PPS注塑过程中的典型问题---毛边,从而实现了良好的加工性能,成型后无需返工。

高压系统

问题:电动汽车需要高压充电和互连系统,以确保有足够的电力来驱动电机,以及在充电过程中可接受的电池充电时间。 然而,在高电压系统的设计中,工程师需要特别注意某些电气性能参数,例如介电强度,爬电距离,体积电阻等等, 并且对高压系统需要用专用颜色编码,以起到对维修维护的操作人员警示的作用;

解决方案:帝斯曼提供各种阻燃塑料,完全满足所需的电气性能,在我们可以提供的材料中, 有些材料相对介电起弧常数(CTI)超过800V,介电强度超过30kV,相对温度指数(RTI)为140°C以上;

这些材料基于材料AkulonPA6,PA66,PA 46或ForTii PPA,具有高机械强度的聚酰胺,可与各种连接器组装和制造设计配合 - 包括机械配合配合,波峰焊和回流焊。 这些化合物不含卤素,不含红磷,因此可以达到这些应用所需的高CTI。 此外,帝斯曼熟知在连接器当中可能出现的端子电腐蚀现象, 所以在我们所有供应电动车高压系统的材料中, 对无机离子型的热稳定剂都杜绝使用; 我们的化合物有多种颜色可供选择,包括用于直接在高压系统中表示组分的橙色。

自动驾驶

问题:为确保车辆使用过程中的安全可靠运行,以及通过各种层级工艺制造,连接器需要满足以下要求:

  • 货架存储时效(JEDEC MSL1)
  • 无端子电气腐蚀(绝缘材料不含卤素和红磷,且无离子热稳定剂)
  • 连续使用温度高达150-180°C
  • 优异的耐化学性
  • 高耐用性
  • 高电气强度和CTI(PLC0)

解决方案:帝斯曼专用的ForTii产品系列满足了这些苛刻的需求。 我们一流的材料解决方案ForTii JTX2和ForTii Ace JTX8, 由于苯环的存在和高密度, 他具有可堪比聚苯醚类材料的低吸水性和尺寸稳定性和聚酰胺类材料的高机械强度。

ForTii Ace JTX8是世界上唯一符合JEDEC MSL1标准的材料。并且, 具有最高的机械强度,尤其是在高温下, 以此确保在制造过程中(SMT reflow 制程)和组装后以及在恶劣条件下长期使用的可靠性。DSM的材料都是是环保型材料,不含卤素,红磷和无机离子型热稳定剂。 我们还提供ForTii T11,一种UL94-V0 @ 0.2mm替代材料,可提供最高水平的阻燃性。

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