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サーマルマネージメントシステムの最適化 先端素材搭載EV向け

自動車メーカーは、政府が定めた厳しいCO2 排出規制や、より環境に優しい車を求める消費者の要求を満たすために、電気自動車(EV)への投資を増やしています。2023年までに、バッテリー価格の低下により、 電気自動車のコストはガソリン車のコストに匹敵すると予測されています。より長い航続距離と車両の充電時間の短縮を可能にするバッテリー技術の進歩も、消費者による電気自動車の採用を促進します。その結果、世界の電気自動車市場は 2027年までに25億米ドルの価値があると予測されています。

自動車ブランドがより多くのEVを市場に投入するにつれて、電気エンジンバッテリーに関連する安全問題に対処する必要があります。従来の内燃機関(内燃機関)は、動作温度範囲が広く(-40°C〜110°C)、通常は過熱するとシャットダウンします。ただし、電気エンジンバッテリーは、エネルギー効率を最適化し、エンジンのサービス寿命を延ばすために狭い温度範囲内で動作する必要があり、65°Cを超える温度に達すると火災の危険を引き起こす可能性のある熱暴走のリスクがあります。

熱管理システム(TMS)は、内燃機関が運転中に最適なエンジン動作温度範囲内にとどまるようにするために不可欠です。EVでは、TMSは、電気自動車の動作時にエンジン効率とサービス寿命を改善するために、バッテリーパックを最適な温度範囲内に保つために重要です。さらに、TMSは電気自動車の充電中も動作を継続し、電気自動車の急速充電に特に重要なバッテリパックの熱暴走を防ぎます。このため、メーカーはTMSの熱可塑性成分が10,000時間以上のクーラント化学物質への暴露に耐えられるようにテストされていることを確認する必要があります。

主要クーラント制御部品の軽量化

TMSでは、電動ウォーターポンプとクーラントコントロール弁が主要なクーラントコントロールコンポーネントです。EVやハイブリッド車向けのTMSは、より多くの電動ウォーターポンプと制御弁が使用されるため、内燃機関車よりも正確なクーラント制御も必要になります。また、これらの部品を軽量化し、より複雑な設計要件を満たす必要があります。メーカーは、一部のTMSコンポーネントで使用される金属を置き換えるために、材料と製造コストを大幅に向上させるエンジニアリング熱可塑性プラスチックを使用することが増えています。  

ポリフェニレンサルファイド(PPS)は、その優れた加水分解耐~性 ex. Water resistance 耐水性と機械的 強度により、TMSコンポーネントの製造に頻繁に使用されます。しかし、信頼性の高い加水分解耐~性 ex. Water resistance 耐水性と機械的 特性を提供するポリアミドなどの代替材料も、さまざまなTMSアプリケーション要件を満たしています。その結果、材料サプライヤーは、TMSコンポーネントメーカーに高性能で費用対効果の高い耐加水分解性ポリアミドとPPSを提供する必要があります。 

エンバリオは、TMSコンポーネント用に最適化された材料の完全なポートフォリオを提供し、お客様と直接協力して、アプリケーションの特定のニーズに最適な材料を特定します。当社の主要なPPSコンパウンドであるXytronTMは、サーマルマネージメントモジュール、クーラント制御弁、電気水ポンプなど、最高の加水分解と熱老化 耐~性 ex. Water resistance 耐水性を必要とするTMSコンポーネントの開発に最適です。当社のForTii® PPAおよびEcoPaXX PA410材料は、クーラントチューブ、電気制御弁、ウォータージャケットなどのシステムコンポーネントでも実証済みの性能を発揮します。

 

用途分野のリーディングカンパニー PPS

ガラス繊維とPPS樹脂の接合界面Xytron G4080HR 結果、クーラントの長期時効後も材料の機械的 特性を維持しながら加水分解耐~性 ex. Water resistance 耐水性を最大化する独自技術。エンバリオは、135°Cで長期水グリコール(50%/50%)クーラントエージング試験を実施しました。 競合PPSと比較して、Xytron G4080HRは、3,000時間の水グリコールクーラントのエージング後に114%高い引張り 強度と63%高い破断時の伸び、および1,000時間のクーラントエージング後に85%高いウェルドライン強度を示しています。この材料はまた、水素燃料電池車で使用されるTMSコンポーネントにとって非常に重要な高純度および低浸出特性を示します。

生産サイクル   の短縮

コンパクトで非常に複雑な自動車部品の製造は、すぐにコストと労力がかかる可能性があります。製造エラーが原因で検証テストに失敗したコンポーネントは、部品の再承認プロセスに時間がかかる可能性があります。エンバリオのPPSとポリアミド 加工に関する豊富な経験により、お客様がより少ないステップで最高品質の部品を製造できるよう支援することができます。

当社のグローバルチームは、卓越した精度で部品性能を予測し、次へ進むレベルの設計品質をもたらすDigimatベースの異方性解析を含む、コンピューター支援エンジニアリング(CAE)成形プロセスのオンサイトサポートを提供します。当社のTMSポートフォリオの各材料は、高流量で簡単な加工能力も備えているため、メーカーはサイクルタイムを短縮し、運用コストを削減できます。

エンバリオは、自動車、電気および電子アプリケーションに関する深い専門知識と、クラス最高のコスト競争力のある材料を活用して、お客様により多くの価値を提供します。世界中の自動車 用途分野リーダーとの強力なパートナーシップにより、当社の材料を扱うメーカーは、OEMから部品をより早く承認されることが多く、ビジネス関係の強化につながります。当社のグローバルサービスチームは、すべての電気自動車部品製造のニーズをサポートし、自動車市場における幅広い成長機会の追求を支援する準備ができています。

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会社概要 サーマルマネージメント Systemsの詳細

によって書かれた

公開日

09 July 2021

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会社概要 著者

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)

李 美仙

アドバンスト・エンジニアリング・マネージャー、サーマルマネージメント・システム

Meisen Liは現在、エンバリオのサーマルマネージメントシステムの高度なエンジニアリングマネージャーです。自動車 用途分野で20年の経験を持ち、サーマルマネージメントシステムのエンジニアリング開発と技術仕様に注力しています。プロダクトデザイン、システム開発、材料開発を担当。化学工学の博士号と経営学の修士号を取得しています。

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