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巴斯夫研发轻量化材料助力汽车发展

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-03  来源:环球塑化资讯 巴斯夫  作者:中国汽车材料网   [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
核心提示:据估计,到 2020 年,纯电动车、混动车和插电式混动车的产量将占到汽车总产量的 5% - 8%。目前汽车制造商主要专注于延长续航里程
      据估计,到 2020 年,纯电动车、混动车和插电式混动车的产量将占到汽车总产量的 5% - 8%。目前汽车制造商主要专注于延长续航里程、降低成本的技术以吸引普通驾驶者。
  六月,瑞典汽车制造商沃尔沃宣布,从 2019 年起旗下所有新车型都将电动化,再次展示了该公司对电动车的坚定支持。无独有偶,特斯拉也发布了首款平价电动车 Model 3,售价不足 40000 美元,续航里程则达到了 200 英里。
  “混动车和电动车的需求越来越迫切。”巴斯夫电池材料全球业务部高级副总裁楼剑锋表示:“所有汽车制造商,无论规模大小,都在竞相降低成本、增加续航里程并保证安全性,以及延长使用寿命。”
  从电池材料到降低能耗的轻量化部件,巴斯夫为客户提供了完善的电动交通解决方案,并通过研发帮助汽车制造商应对上述挑战。
  电池材料
  优化电池材料科学,是增加电动车/混动车续航里程、延长使用寿命和降低成本的根本途径。
  为此,巴斯夫广泛投资进行研发,为客户提供了完善的材料产品组合;同时在全球战略市场建立产能,并通过合理授权帮助客户解决知识产权问题,包括与美国能源部阿贡国家实验室合作实现镍钴锰 (NCM) 复合正极材料的量产和销售,以及与 CAMX Power LLC 达成高镍正极专利材料 CAM-7 的专利授权协议。
  “先进材料科学是满足行业需求的关键”
  减少使用价格昂贵、储量稀少的钴,代之以成本更低廉、储量更丰富的元素,是行业的发展趋势;提高镍锰含量即是其中的一种途径。在早期电动车使用的电池中,钴和其它元素的比例相对较为均衡;但现在镍的比例已经达到 60% 左右,有时甚至高达 80%。
  同时巴斯夫还与各大院所、高校和伙伴企业合作,长期投资、共同研发面向全固态电池和保护锂负极的系统解决方案。
  “先进材料科学是满足行业需求的关键,”巴斯夫电池材料北美区董事总经理 Michael Fetcenko 表示:“这些正极材料尚未经过充分优化,因此巴斯夫认为有望通过渐进式改进和突破性进展应对上述挑战,使电动车和混动车达到最终用户日益提高的期望。随着市场的快速增长,我们遍布全球的制造和研发网络,以及在材料领域的专业知识,都将成为巴斯夫傲视行业的基础。”
  特性材料
  与解决电池材料的技术挑战一样,减轻整车重量、降低易燃性、减少电弧放电、使用高度工程化的材料以避免部件的物理和化学老化,同样是实现交通电动化的关键。
  电池越大,电动车续航能力越强,但它们同样会增加整车重量,并对热管理提供更高的要求。面对这些挑战,巴斯夫继续扩大塑料产品组合,以拥有独特性质的创新解决方案满足下一代电池技术的要求。
  例如,与金属部件相比,采用热塑性塑料生产的外壳的重量最多可减轻 30%。使用 35% 玻纤增强的巴斯夫 Ultramid® 时,一线供应商甚至能够减重 51%。
  此外,得益于出色的强度和耐高温性能,Ultramid® 热塑性塑料还可用于生产电池框架。这些独特性质不但能够延长电池组的使用寿命,还可提高其性能。利用适当的加工技术,这些材料可在确保端板尺寸稳定性的同时提供出色的强度,并减轻重量。
  巴斯夫继续扩大塑料产品组合,以拥有独特性质的创新解决方案满足下一代电池技术的要求。
  导热导电树脂同样能够减少金属用量,提高轻量化水平。巴斯夫为客户提供了具备良好物理和机械性质的 Ultramid® 新型抗静电材料,以及强度、刚度和导电性更出色的其它产品。
  巴斯夫材料组合还可用于各种高压连接器、线缆以及充电基础设施。这些产品中既有无卤素/无红磷型阻燃剂,又包括目前市场上唯一一种耐水解的阻燃剂聚对苯二甲酸丁二醇酯。此外,巴斯夫 Ultramid Advanced N 解决方案不但在高温环境下具备优异的物理性质,还可承受腐蚀性介质的考验;由于吸湿率极低,该产品还可在潮湿环境下保持尺寸稳定。
  采用热固性聚合物生产的巴数特®弹性开孔泡沫为电气化应用提供了又一理想的轻量化方案。其优异的耐高温性和阻燃性不仅可保护发动机部件,还可为无法长时间承受高温的周围部件提供保护。
  “希望打造电气化产品的汽车制造商需要利用工程塑料解决方案为精密部件提供高温保护和减轻整车重量,”巴斯夫特性材料部北美区电动交通行业经理 Dalia Naamani-Goldman 介绍道:“重量越轻,电池续航能力越强;而单次充电续航里程是目前最重要的区分因素之一,因此这对市场而言非常重要。”
  减少噪音
  除了减少甚至杜绝排放以外,宁静、平稳的行驶体验无疑是电动车最吸引人的优点之一。
  但很多人并未意识到,噪音、振动和粗糙度 (NVH) 给工程师们带来了诸多挑战。虽然电动车没有传统内燃发动机的噪音,但工程师们必须重新定义和优化车内声音、舒适性和体验,而不影响车辆的行驶效率。
  巴斯夫的 NVH 解决方案有助于应对这一挑战。利用能够大幅衰减高频噪音的隔音材料,巴斯夫可帮助制造商设计创新解决方案,优化声学舒适性、车辆动力表现和安全性。
  采用 Cellasto® 微孔聚氨酯弹性体生产的发动机支架就是其中一个例子,它能够有效阻挡和吸收电磁脉冲及扭矩脉冲产生的高频噪音。
  此外,Cellasto 电动发动机支架还有助于减轻重量,保持车内声级和质量。初步试验显示,使用 Cellasto 时,汽车制造商最多可将部件重量减轻 30%。
  降低暖通空调能耗
  但这些系统能耗惊人,最多可将电池的续航里程缩短 40% - 50%。
  在每年最热或最冷的季节,很多驾驶者会打开加热、通风和空调系统以提高舒适性。为了减少日光影响,降低车内制冷能耗,巴斯夫开发了一系列清凉颜料以帮助控制车内温度。其中一些深色颜料甚至能够吸收高达 90% 的太阳热量。巴斯夫碳黑颜料可反射入射日光,降低吸收率,从而将表面温度降低 15 - 20 摄氏度。
  在利用清凉颜料帮助 OEM 保持汽车表面凉爽的同时,巴斯夫催化剂部门也在积极行动,以减小采暖制冷系统对电池的影响。利用先进的暖通空调技术,巴斯夫解决方案可提高再循环效率,防止湿气和二氧化碳进入车内,最多可将电动车的续航里程延长 10%。
  “巴斯夫意识到,汽车制造商和供应商都在积极制定相关战略,以解决与电动化有关的挑战,并将继续发挥在化学和材料领域的丰富专业知识,帮助客户更进一步。”楼剑锋说。
 
关键词: 新材料 汽车轻量化
 
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