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Optimierung von Thermomanagement für Elektrofahrzeuge mit fortschrittlichen Materialien

Automobilhersteller investieren zunehmend in Elektrofahrzeuge (EVs), um die strengen CO2 - Emissionsvorschriften der Regierungen sowie die Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlicheren Fahrzeugen zu erfüllen. Bis 2023 werden die Kosten für ein Elektrofahrzeug aufgrund sinkender Batteriepreise voraussichtlich mit den Kosten eines gasbetriebenen Fahrzeugs vergleichbar sein. Fortschritte in der Batterietechnologie, die längere Reichweiten und beschleunigte Ladezeiten ermöglichen, werden auch die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen bei den Verbrauchern vorantreiben. Infolgedessen wird der globale Markt für Elektrofahrzeuge bis 2027 voraussichtlich 2,5 Milliarden US-Dollar wert sein.

Da Marken der Automobilindustrie immer mehr Elektrofahrzeuge auf den Markt bringen, müssen sie sich mit den Sicherheitsproblemen im Zusammenhang mit elektrischen Motoren befassen. Herkömmliche Verbrennungsmotoren (VERBRENNUNGSMOTOR) haben einen großen Betriebsbereich Temperatur (-40 °C bis 110 °C) und schalten sich in der Regel ab, wenn sie überhitzt sind. Elektrische Motor Batterien müssen jedoch in einem engen Temperatur Bereich arbeiten, um die Energieeffizienz zu optimieren und die Dienstleistung Lebensdauer der Motor zu verlängern – und Thermisch Gefahr laufen, dass sie bei Temperaturen über 65 °C eine Brandgefahr darstellen können.

Thermisch Managementsysteme (TMS) sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass VERBRENNUNGSMOTOR während des Betriebs innerhalb der optimalen Motor Temperatur Reichweite bleiben. In Elektrofahrzeugen sind TMS entscheidend, um Batteriepacks im optimalen Temperaturbereich zu halten, um die Effizienz des Motors und die Lebensdauer der Dienstleistung während des Betriebs des Elektrofahrzeugs zu verbessern. Darüber hinaus läuft TMS weiter, wenn das Elektrofahrzeug geladen wird, um ein thermisches Durchgehen des Batteriepacks zu verhindern - was besonders wichtig für das schnelle Laden von Elektrofahrzeugen ist. Dies erfordert, dass die Hersteller sicherstellen, dass die Thermoplaste in TMS getestet werden, um mehr als 10.000 Stunden der Exposition gegenüber Kühlmittelchemikalien standzuhalten.

Leichtbau wichtiger Kühlmittelsteuerungskomponenten

In TMS sind elektrische Pumpen und Ventile zur Kühlmittelregelung die wichtigsten Komponenten für die Kühlmittelregelung. TMS für Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge erfordern auch eine präzisere Kühlmittelsteuerung als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, da mehr elektrische Pumpen und Ventile verwendet werden. Diese Teile müssen auch leichter gemacht werden und komplexere Designanforderungen erfüllen. Hersteller verwenden zunehmend technische Thermoplaste, die erhebliche Vorteile bei den Materialien und Produktionskosten bieten, um Metalle zu ersetzen, die in einigen TMS-Komponenten verwendet werden.  

Polyphenylensulfid (PPS) wird aufgrund seiner hervorragenden Hydrolyse Widerstand und Mechanisch Festigkeit häufig zur Herstellung von TMS-Bauteilen verwendet. Alternative Materialien wie Polyamide, die eine zuverlässige Hydrolyse Widerstand und Mechanisch Eigenschaften bieten, erfüllen jedoch auch unterschiedliche Anforderungen an TMS-Anwendungen. Infolgedessen müssen Material Lieferanten leistungsstarke und kostengünstige hydrolysebeständige Polyamide und PPS für Hersteller von TMS-Komponenten bereitstellen. 

Envalior liefert ein komplettes Portfolio an Materialien, die für TMS-Komponenten optimiert sind, und arbeitet direkt mit unseren Kunden zusammen, um die Materialien zu identifizieren, die für die spezifischen Anforderungen ihrer Anwendungen am besten geeignet sind. XytronTM, unser führendes PPS Compound, ist ideal für die Entwicklung von TMS-Komponenten, die höchste Hydrolyse und Wärmealterung Widerstand erfordern, einschließlich Thermomanagement Module, Kühlmittelsteuerungs Ventile und elektrische Wasser Pumpen. Unsere ForTii® PPA und EcoPaXX PA410 Materialien bieten auch bewährte Leistung in Systemkomponenten wie Kühlmittelschläuchen, elektrischen Steuer- Ventile und Wassermänteln.

 

Die führenden PPS der Industrie

Einzigartige Technologie, die in Xytron G4080HR Ergebnisse in einer Bindungsschnittstelle zwischen Glasfasern und PPS Harz verwendet wird, die die Hydrolyse Widerstand maximiert und gleichzeitig die Mechanisch Eigenschaften des Material nach langfristiger Kühlmittelalterung beibehält. Envalior führte langfristige Wasserglykol-Alterungstests (50%/50%) Kühlmittel bei 135 °C durch. Im Vergleich zu einem konkurrierenden PPS zeigt Xytron G4080HR, Zugfestigkeit Festigkeit nach 3.000 Stunden Wasser-Glykol-Kühlmittelalterung um 114 % und Dehnung um 63 % höher ist – sowie eine um 85 % höhere Bindenaht-Festigkeit nach 1.000 Stunden Kühlmittelalterung. Das Material weist auch hohe Reinheit und geringe Eigenschaften auf, die für TMS-Komponenten, die in Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet werden, sehr wichtig sind.

Verkürzung der Produktionszyklen   

Die Herstellung kompakter, hochkomplizierter Teile für die Automobilindustrie kann schnell kosten- und arbeitsintensiv werden. Komponenten, die die Validierungsprüfung aufgrund von Produktionsfehlern nicht bestehen, können zu langwierigen Verfahren zur erneuten Genehmigung von Teilen führen. Envalior umfangreiche Erfahrung mit PPS und Polyamid Verarbeitung ermöglicht es uns, unseren Kunden dabei zu helfen, Top-Qualität-Teile in weniger Schritten herzustellen.

Unsere globalen Teams bieten Vor-Ort-Support für Computer-Aided Engineering (CAE)-Formgebungsprozesse – einschließlich Digimat-basierter anisotroper Analysen, die die Teileleistung mit außergewöhnlicher Genauigkeit vorhersagen, was zu einer Qualität des Designs auf der nächsten Ebene führt. Jedes Material in unserem TMS-Portfolio bietet außerdem einen hohen Durchfluss und einfache Verarbeitung, die es Herstellern ermöglichen, die Zykluszeiten zu verkürzen und die Betriebskosten zu senken.

Envalior nutzt unser fundiertes Know-how in den Bereichen Automobilindustrie, elektrische und elektronische Anwendungen und unsere erstklassigen, kostengünstigen Materialien, um unseren Kunden mehr Wert zu bieten. Aufgrund unserer starken Partnerschaften mit Automobilindustrie Industrie führenden Unternehmen weltweit erhalten Hersteller, die mit unseren Materialien arbeiten, Teile oft schneller von OEMs genehmigt – was zu engeren Geschäftsbeziehungen führt. Unsere globalen Serviceteams sind bereit, alle Ihre Anforderungen an die ELEKTROFAHRZEUG Teilefertigung zu erfüllen und Ihnen dabei zu helfen, eine breite Palette von Wachstumschancen auf dem Automobilindustrie Markt zu nutzen.

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Veröffentlicht am

09 July 2021

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ÜBER DEN AUTOR

DSM System Expert Meisen Li Tuesday, December 11, 2018 at the DSM Engineering Plastics Technical Center in Troy, Michigan. (Photo by Steve Fecht for DSM)

Meisen Li

Advanced Engineering Manager, Thermomanagement Systeme

Meisen Li ist derzeit Advanced Engineering Manager für Thermomanagement Systems bei Envalior. Er verfügt über 20 Jahre Erfahrung in der Automobilindustrie Industrie, wobei er sich auf die technische Entwicklung und technische Spezifikation von Thermomanagement Systemen konzentriert. Er ist verantwortlich für das Produktdesign, die Systementwicklung und die Materialentwicklung. Li hat einen Doktortitel in Chemieingenieurwesen und einen Master in Betriebswirtschaftslehre.

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