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高效能材料助力新能源汽車熱管理發展

全面電氣化的時代已經越來越近,與傳統燃油汽車的熱管理,電動汽車熱管理更為復

雜與重要,涉及續航里程、駕乘舒適度等問題。因此,材料作為熱管理系統的核心之一,也迎來了新的挑戰。

針對市場上各類工程塑膠對熱老化溫度和時間的耐受效能,下圖對比了聚苯硫醚PPS、高溫尼龍PPA、長鏈尼龍LCPA和尼龍雙六PA66等汽車熱管理系統主流工程塑膠材質。紫線方向表示熱老化溫度越高,能耐受材料則越少,超過130℃的熱老化溫度範圍內,PPS和PPA的穩定性凸顯出來。黃線方向則表明熱老化時間越長,材料選擇越少。高溫和長時間耐老化後機械效能衰減最少的材料是PPS,其次是PPA,LCPA和PA66。

高效能材料助力新能源汽車熱管理發展

不同材料的耐老化效能差別,取決於材料樹脂的抗水解能力。汽車熱管理系統基於冷卻液水乙二醇執行,在高溫下,水對很多材料具有較強攻擊性,稱為水解反應。抗水解越強的材料,抵抗力越強。PPA、LCPA和PA66都屬於尼龍家族,尼龍醯胺鍵的抗水解能力不夠,PPA在尼龍家族中抗水解能力最好,透過耐水解改性,這一效能還會有一定提升。PPS與生俱來的分子結構和尼龍不同,硫醚鍵加苯環的分子結構簡單又穩定,甚至可以耐受大家熟知的濃硫酸,所以更容易抵禦水解反應。電動車要重視複雜工況下的長期效能,在汽車熱管理系統關鍵元件中推薦選擇PPS和PPA。

高效能材料助力新能源汽車熱管理發展

PPS水泵外殼

PPA材料設計的產品可以在130℃冷卻液的接觸下長期工作,結合強制脫模工藝提高量產效率,較金屬製品成本可降低25%左右,且重量更輕。

而PPS兼具材料的阻燃性,耐高溫性,耐冷卻液性,另外增加了柔韌性,可擠出成型用於有阻燃要求的新能源車冷卻液輸送管路,相比於現有市場方案可以貢獻更多的減重要求,同時也提供了更大的設計自由度以滿足緊湊機艙內複雜的管路排布需求。