デュッセルドルフ、2023 年5月19日 – エンバリオは、シュトゥットガルトで開催される電気自動車およびハイブリッド車用バッテリーの最先端技術と生産プロセスのヨーロッパ最大の見本市であるバッテリーショーヨーロッパ2023に独自のブースを出展します。「電気自動車などの新しい形態のモビリティは、当社の多様な熱可塑性構造材料にとってトップの成長分野の一つであると考えています」と、エンバリオのアプリケーション開発におけるe-パワートレインチームの責任者であるジュリアン・ハスペルは述べています。「ショーへの出展のハイライトの1つは、バッテリーハウジングをターゲットとするTepexシリーズの新しい連続繊維強化複合材です。これは、一般的なテストでシミュレートされているように、バッテリーセルが発火したときにバッテリーハウジングがさらされる極端なストレスに耐えるように設計されています。」エンバリオはまた、Tepex複合材料から作られた大きなブランクの助けを借りて、大きなバッテリーハウジングでも費用対効果の高い方法で射出成形できることを示す研究を発表します。「つまり、圧縮成形に加えて、熱可塑性を使用して、かなりの応力にさらされるこれらの非常に複雑な安全コンポーネントを製造する別の方法があります」とHaspel氏は付け加えます。
試験片の厚さが3ミリメートル未満で熱暴走試験に合格
車両のバッテリーセルは、電気の誤動作や機械的損傷などの要因の結果として火災につながる発熱反応のリスクがあります。これらには、1,000°Cをはるかに超える温度や、ガスが漏れたり、セルの陰極や陽極などのコンポーネントからの白熱粒子で特定の方向に発せられる炎による非常に高い圧力が含まれる場合があります。これは熱暴走プロセスとして知られており、可能な限り効果的に封じ込める必要があります。したがって、バッテリーハウジングに使用される材料は、車両全体が発火するのを防ぐために、または少なくとも乗員が安全に移動するのに十分な時間を与えるために、これらの例外的な条件に耐えることができることが不可欠です。「当社の新しい複合材料は、現在市場標準となっている厳しい熱暴走試験に合格し、このような極端な応力をシミュレートし、厚さ3ミリメートル未満の試験片でそれを行います。そのため、バッテリーハウジングの製造において、スチールやアルミニウムなどの材料に代わる軽量の代替品になります」と、Tepexの研究開発責任者であるステファンザイデル博士は説明します。開発の終わりに近づいている複合材の優れた弾力性は、主にそのマトリックスを強化するために使用される連続繊維生地に基づいています。複合材料のもう一つの利点は、その熱可塑性マトリックスがリサイクルを容易にすることです。したがって、持続可能な材料サイクルの設定に使用するのに適しています。バッテリーショーヨーロッパで、エンバリオはTepex試験片の熱暴走試験を描いたビデオを上映する予定です。
Tepexインサートは射出圧力を約3分の2下げます
電気自動車用の大型バッテリーハウジングの射出成形は技術的に困難であり、これまで包括的な分析とテストはほとんど行われていませんでした。これは、高い型締力を持つ非常に大きな射出成形機を必要とするためです。後者は、拡張されたコンポーネント形状とかなりの射出圧力の結果です。大きな工具を溶融プラスチックで完全に充填できるように、より大きな肉厚も必要です。それは多くの材料を必要とします。例えば、ポリアミド6が使用される場合、それはそれ以上ではないにしても、40キログラムの材料を可塑化することを意味する。お客様のご要望にお応えして、エンバリオはこれらの障害を克服する射出成形のための別の新しいシステムを考案しました。220×160センチメートルのコンポーネントは、フィージビリティスタディの一環としてテストされました。このコンセプトでは、大きなTepexセクションをツールに挿入し、通常は非常に平らなハウジングのベースとして使用するためにオーバーモールドします。「当社のシミュレーションでは、射出圧力を純粋な射出成形品と比較して約 3 分の 2 削減できることが示されています。これにより、より小型で手頃な価格の射出成形機を、はるかに低いクランプ力で使用できるようになります。同時に、Tepexの優れた機械的性能のおかげで、床面積の壁の厚さを大幅に減らすことができます。すべてのすべてのでは、このアプローチ結果バッテリーハウジングの製造コストが非常に競争力があります」とHaspel氏は説明します。
誘電体クーラントおよび水-グリコールクーラント混合物に対する耐性
エンバリオブースでは、電気自動車用バッテリーのサーマルマネージメントにも焦点を当てます。これは、車両の性能や航続距離だけでなく、バッテリーの急速充電にも不可欠です。エンバリオは、広く使用されている誘電体浸漬冷却液のバッテリーコンポーネント用に選択された熱可塑性プラスチックの長期安定性試験の結果を発表します。バッテリーハウジング全体は、直接冷却の手段として、これらの非導電性で難燃性の高い流体に浸されることがよくあります。これは浸漬冷却として知られています。「テストでは、ポリアミド6、ポリアミド66、およびPBTコンパウンドは、1,500時間以上の保管後でも機械的特性が変化せず、多くのポリオレフィンのように膨潤せず、難燃性も失われないことが示されています。したがって、誘電性流体に使用しても問題ありません」とHaspel氏は述べています。
水とグリコールの混合物は、電気自動車の冷却回路にも使用されています。ポリアミド66の代わりに、関連する冷却成分は、実質的により手頃な価格であるポリアミド6化合物から作製することができる。これは、それらが加水分解的に安定化されていなくても、水 - グリコール混合物が内燃機関に見られる温度ほど高い温度に達しないという事実のために、それらは通常完全に適切な耐久性を提供するからである。これは、もともと内燃機関の冷却システムの用途のために実施されたコンポーネントと試験片の両方に対する長期安定性試験の結果に示されています。エンバリオは現在、80°Cと100°Cでテストを実施しており、保管時間は通常の1,000時間と1,500時間から延長されています。それぞれ、10,000時間に。「ポリアミド6化合物は、これらの条件下で特性が劣化しないことをすでに確認しています。最初の調査結果は、Battery Show Europeで発表する予定です」とHaspel氏は述べています。
エンバリオは、DSMエンジニアリング・マテリアルズ(DEM)とランクセスハイパフォーマンスマテリアル(HPM)の2つの業界別ソリューションリーダーの合併の結果として設立された新会社です。世界有数のエンジニアリング材料メーカーです。プライベートエクイティ投資家のアドベントインターナショナルと特殊化学品会社のランクセスが所有しています。
Battery Show Europe は、2023 年 5 月 23 日から 25 日まで、シュトゥットガルトの展示会および貿易センターで開催されます。エンバリオはホール10のブースF70に出展します。
写真:エンバリオ、© 2021年
厚さ3mm未満の試験片の熱暴走試験では、Tepexシリーズの新しい複合材料は、1,000°Cをはるかに超える温度、非常に高いガス圧、白熱粒子とともに特定の方向に発せられる炎に耐えることができます。
https://envalior.com/products-services/ では 会社概要新しいモビリティの分野で使用するためのエンバリオのイノベーションより詳細な情報を見つけることができます。
