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 塑料在新能源汽车的应用
发布日期:[2020/7/27]    共阅[194]次
    随着汽车产业的快速发展,尤其是近些年新能源汽车(包含混合动
力、纯电动以及氢能源)的迅猛发展,汽车行业对于汽车零部件的轻
量化、集成化、小型化以及电气化的需求也与日俱增。塑料作为汽
车领域必不可少的材料,其工艺、性能要求越来越成为大家的关注
点。同时对材料供应商的研发能力、快速响应能力也提出更高的要
求。
涡轮增压发动机小型化对材料耐高温的要求
内燃机的最新发展趋势是小型化加进气增压(即涡轮高增压)。这两
项技术带来的巨大好处是:燃油的消耗量大幅减少,发动机动力增
加,发动机总质量减轻等等。例如:以前的发动机进气歧管的两片
式结构设计改成了集成中冷器的进气歧管。
这种设计对材料的耐高温、高强度方面提出了更高的要求。需要长
期耐受190℃和230℃的高温,并且具有优异的强度。
电气化对材料低析出及电中性的要求
随着更多的传感器已经被布置在汽车整车的各个位置,电气化集成
不断提高,同时这些电气化设备对于材料的要求也比以往都更加苛
刻,如低析出(不得堵塞毛细结构的油路)、电中性(不得造成电路的
短路)、材料需要符合相关法规要求(不得含有禁用物质)等。
聚酰胺(尼龙)材料以其优异的力学强度和长期耐热性能被广泛使
用汽车工业中。其耐热性与耐热稳定剂相关。常见的耐热稳定剂有
金属盐类(如:碘化铜/卤化铜,金属硬脂酸盐等)和芳香胺类(如:苯胺
类物质等)。随着环保意识的增强,其中一些耐热稳定剂因其副作用
而被相关法规禁用,例如:最新的欧盟法规对含N,N'-二苯基对苯二
胺(DPPD)类物质进行严格管控。
DPPD的密度是1.22 g/cm3,熔点约130℃ ,灰色粉末,溶于苯和乙
醇 ,不溶于汽油和水; 作为一种抗氧化剂、长期耐热稳定剂一般与
其它抗氧化剂混合使用,被广泛应用在橡塑产品中。其中CLP-欧盟
物质和混合物的分类、标签和包装法规将DPPD分类为对皮肤敏感物
物质;目前根据相关研究表明, NDPPD在人体内经代谢作用可转化成
β-萘胺,β-萘胺可引起膀胱癌等癌症的致癌作用,因而被管控及
限制使用。
根据法规以及市场的迫切需求,有些工程塑料公司生产了不含DPPD
的PA材料。
新能源汽车对材料阻燃性能的要求
随着新能源汽车(含混合动力,纯电动和氢能源)的快速发展,该领
域的零部件及材料的相关标准也在快速的细化,例如,对不同阻燃
体系的要求,阻燃体系涵盖大致5种,即: 卤素阻燃,氮系阻燃,无
机物阻燃,磷系阻燃以及氮-磷协同阻燃;其中,从阻燃机理上又分
为气相阻燃和腐蚀性”碳化”阻燃, 如红磷,无机物阻燃等。

不同的阻燃体系阻燃效果各异,同时对材料的物性(如密度,刚性,
韧性)都有明显的改变。那么如何选择阻燃体系,以匹配零部件对材
料阻燃效果,力学强度的要求,是一个非常复杂但又必须解决的问
题。
新能源汽车对材料热老化稳定性的要求
在新能源汽车的高压部件,根据法规要求,需要使用高亮橙色料,
以标记该相关部件为高压区域。高压区域的部件在连通电流后,往
往会持续发热,因此,大部分整车厂对橙色料还提出相关热老化稳
定性要求,如:90℃+1000h热老化后,RAL2003的颜色色变不得超出
RAL2008, RAL2009等更深的橙色。
在未来汽车行业,轻量化减重、电气化、传动效率高效化、涡轮增
压发动机的小型化必将作为一个整体,成为绝大多数集成化程度更
高的汽车零部件的开发及验证考量的指标。
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