Пластики используются в корпусах аккумуляторов

Jun 20, 2023

Стивен Мур | 02 июля 2022 г.

Поскольку производство электромобилей (EV) растет, а развитие инфраструктуры зарядки делает дальние поездки более возможными, на автопроизводителей ложится ответственность за дальнейшее снижение массы транспортных средств. Одним из оставшихся относительно неиспользованных приложений является корпус батареи. Несколько альянсов и отдельных компаний соперничают за разработку коммерческих решений.

Lanxess и Kautex Textron, например, экспериментируют с термопластичными смолами прямого длинноволокнистого типа (D-LFT) и полиамидом 6 (PA 6) в рамках технико-экономического обоснования. Тем временем Aimplas разрабатывает устойчивые структурные корпуса аккумуляторов для легких транспортных средств на основе многоразовых, пригодных для вторичной переработки термопластичных композитов с длинными волокнами. Разряженные аккумуляторные блоки можно заменять в горячем режиме. В других разработках Консорциум Вестаро применяет новый подход, основанный на использовании легких формовочных компаундов для корпусов модулей высоковольтных батарей.

Прогресс также происходит в области периферийных компонентов аккумуляторов для электромобилей, причем Lanxess снова находится на переднем плане. По словам поставщика нейлона, PA 6 и PA 66 — это материалы с очень похожими свойствами, однако они часто конкурируют друг с другом. В последнее время напряженная ситуация с ценами на PA 66 и его временно ограниченная доступность привели к тому, что он был заменен на PA 6 даже в традиционных приложениях. Однако новые разработки в компонентах, которые обычно изготавливались из PA 66, теперь все чаще реализуются непосредственно в PA 6.

Одним из текущих примеров является крышка бортового зарядного устройства, используемого в компактном электромобиле немецкого производителя автомобилей. Он состоит из Durethan BKV50H3.0 от Lanxess, который усилен 50% по весу короткими стекловолокнами. Производитель системы, состоящей из крышки и зарядного устройства, — Leopold Kostal GmbH & Co. KG (Люденшайд, Германия), мировой системный поставщик автомобильной, промышленной и солнечной электрики, а также систем электрических разъемов.

Это крупномасштабное применение подчеркивает тот факт, что соединения PA 6 не обязательно должны быть стабилизированы гидролизом для использования в системах охлаждения с гликолевыми охлаждающими жидкостями в электромобилях. «Мы предполагаем, что в будущем изделия из полиамида 6 этого типа станут очень распространенными в массовом производстве чехлов и других компонентов терморегулирования для электромобилей. Это особенно актуально для таких применений, как гидравлические соединители или блоки управления в системах охлаждения. системы», — объясняет д-р Бернхард Хельбих, технический менеджер по работе с ключевыми клиентами бизнес-подразделения Lanxess по производству высокоэффективных материалов.

Пластиковые компоненты в контуре охлаждения двигателей внутреннего сгорания уже давно являются областью применения PA 66. Это связано с тем, что термопласт обладает высокой устойчивостью к горячим охлаждающим жидкостям, таким как водно-гликолевые смеси. Однако требования к терморегулированию чисто электрических силовых агрегатов смещаются в сторону более низких температур. Для полностью электрических транспортных средств долговременная термическая стойкость соединений полиамида 6 к водно-гликолевым смесям достаточна для большинства деталей, даже в некоторых случаях при значительно более длительных нагрузках. Таким образом, чехол постоянно без проблем выдерживает температуру до 85°C во время эксплуатации автомобиля и достигается разрывная нагрузка до 10 бар. Длительные испытания образцов также показали, что механические свойства соединения в водно-гликолевых смесях почти не ухудшаются. даже после 1500 часов хранения при температуре 110°C и давлении 1,5 бар. В результате материал соответствует техническим требованиям крупного немецкого автопроизводителя для компонентов электромобилей с водяным охлаждением.

При длине около 29 см и ширине 12 см крышка имеет значительную длину фланца. Крышка вместе с уплотнителем прикручена к алюминиевому корпусу зарядного устройства. Высокая прочность и жесткость, обеспечиваемая компаундом PA 6, обеспечивает соответствие крышки строгим требованиям герметичности. Хельбих комментирует: «С этой целью мы оптимизировали механические свойства компонентов в тесном сотрудничестве с Kostal и, моделируя заполнение, мы определили, как можно достичь минимальных значений усадки и коробления при литье под давлением».