뒤셀도르프, 2023년 5 월 19일 – Envalior는 전기 및 하이브리드 자동차용 배터리의 최첨단 기술 및 생산 공정을 위한 유럽 최대의 무역 박람회인 슈투트가르트에서 열리는 Battery Show Europe 2023에서 자체 부스를 가질 예정입니다. "우리는 전기 자동차와 같은 새로운 형태의 모빌리티를 다양한 열가소성 구조 소재 제품군의 최고 성장 분야 중 하나로 간주합니다"라고 Envalior의 애플리케이션 개발 e-파워트레인 팀 책임자인 Julian Haspel은 말합니다. "이번 전시회에서 우리가 선보일 하이라이트 중 하나는 배터리 하우징을 대상으로 하는 Tepex 제품군의 새로운 연속 섬유 강화 복합재가 될 것입니다. 일반적인 테스트에서 시뮬레이션된 바와 같이 배터리 셀에 불이 붙었을 때 배터리 하우징이 노출되는 극한의 스트레스를 견딜 수 있도록 설계되었습니다." Envalior는 또한 Tepex 복합재로 만든 대형 블랭크를 사용하여 비용 효율적인 방식으로 대형 배터리 하우징도 사출 성형할 수 있음을 보여주는 연구를 발표할 예정입니다. "이는 압축 성형 외에도 열가소성 폴리머 제품을 사용하여 상당한 응력 작용이 가해지는 매우 복잡한 안전 부품을 제조하는 데 사용할 수 있는 또 다른 방법이 있음을 의미합니다"라고 Haspel은 덧붙입니다.
열 폭주 시험은 시험편 두께 3mm 미만으로 통과되었습니다.
차량 배터리 셀은 전기 오작동 또는 기계적 손상과 같은 요인으로 인해 화재로 이어지는 발열 반응의 위험이 있습니다. 여기에는 1,000°C를 훨씬 초과하는 온도와 셀 음극 및 양극과 같은 구성 요소에서 백열 입자로 특정 방향으로 방출되는 가스 및 화염으로 인한 매우 높은 압력이 포함될 수 있습니다. 이것은 열 폭주 과정으로 알려져 있으며 가능한 한 효과적으로 억제되어야 합니다. 따라서 배터리 하우징에 사용되는 소재 소재는 이러한 예외적인 조건을 견딜 수 있어야 차량 전체에 불이 붙는 것을 방지하거나 최소한 탑승자가 안전할 수 있는 충분한 시간을 제공할 수 있습니다. "우리의 새로운 복합 소재 재료는 현재 시장 표준을 대표하는 엄격한 열 폭주 테스트를 통과하여 극한의 응력을 시뮬레이션하며 두께가 3mm 미만인 테스트 시편에서 수행합니다. 따라서 배터리 하우징 생산에서 강철 및 알루미늄과 같은 소재 대신 사용할 수 있습니다"라고 Tepex 연구 개발 책임자인 Dr. Stefan Seidel은 설명합니다. 개발이 거의 끝나가고 있는 복합재의 뛰어난 회복성 능력은 주로 매트릭스를 강화하는 데 사용되는 연속 섬유 직물을 기반으로 합니다. 복합재의 또 다른 장점은 열가소성 매트릭스로 인해 재활용이 용이하다는 것입니다. 따라서 지속 가능한 소재 사이클을 설정하는 데 사용하기에 적합합니다. Battery Show Europe에서 Envalior는 Tepex 표본에 대한 열 폭주 테스트를 묘사한 비디오를 보여줄 계획입니다.
Tepex 인서트는 사출 압력을 약 2/3까지 낮춥니다.
전기 자동차용 대형 배터리 하우징을 사출 성형하는 것은 기술적으로 까다로우며 현재까지 포괄적인 분석 및 테스트를 거의 거치지 않았습니다. 클램핑력이 높은 초대형 사출성형기가 필요하기 때문입니다. 후자는 광범위한 부품 형상과 상당한 사출 압력의 결과입니다. 대형 공구를 용융 플라스틱 소재로 완전히 채울 수 있도록 더 큰 벽 두께도 필요합니다. 그러기 위해서는 많은 소재(소재)가 필요합니다. 예를 들어, 폴리아미드 6을 사용하는 경우 소재 40kg을 가소화하는 것을 의미합니다. 고객의 요구에 부응하여 Envalior 이러한 장애물을 극복하는 하우징 사출 성형을 위한 또 다른 새로운 시스템을 고안했습니다. 220×160cm 크기의 구성 요소는 타당성 조사의 일환으로 테스트되었습니다. 이 개념은 공구에 삽입되고 일반적으로 매우 평평한 하우징의 베이스로 사용하기 위해 오버몰딩된 대형 Tepex 섹션을 포함합니다. "시뮬레이션에 따르면 순수 사출 성형 부품에 비해 사출 압력을 약 2/3까지 줄일 수 있습니다. 이를 통해 훨씬 더 낮은 클램핑력으로 더 작고 저렴한 사출 성형기를 사용할 수 있습니다. 동시에 바닥 면적의 벽 두께를 크게 줄일 수 있는데, 이는 부분적으로 Tepex의 우수한 기계적 성능 덕분입니다. 모두 모두에서 이러한 접근 방식은 배터리 하우징에 대한 매우 경쟁력 있는 제조 비용을 결과합니다"라고 Haspel은 설명합니다.
유전체 냉각수 및 물-글리콜 냉각수 혼합물에 대한 내성
Envalior 부스는 또한 전기 자동차용 배터리의 열 관리 기능을 강조할 것입니다. 이는 차량 성능과 주행 거리뿐만 아니라 빠른 배터리 충전에도 필수적입니다. Envalior는 널리 사용되는 유전체 침지 냉각 유체의 배터리 부품에 대해 선택된 열가소성 폴리머에 대한 장기 안정성 테스트 결과를 발표할 예정입니다. 전체 배터리 하우징은 직접 냉각 수단으로 이러한 전기적으로 비전도성 및 난연성이 높은 유체에 잠기는 경우가 많습니다. 이를 침수 냉각(immersion cooling)이라고 합니다. "테스트 결과 폴리아미드 6, 폴리아미드 66 및 PBT 화합물은 1,500시간 이상 보관한 후에도 기계적 속성 변하지 않으며 많은 폴리올레핀처럼 팽창하지 않으며 난연성 특성도 잃지 않는 것으로 나타났습니다. 따라서 유전체 유체에 사용하는 데 문제가 없습니다"라고 Haspel은 말합니다.
물-글리콜 혼합물은 전기 자동차의 냉각 회로에도 사용됩니다. 폴리아미드 66 대신에, 관련 냉각 성분은 실질적으로 더 저렴한 폴리아미드 6 화합물로 제조될 수 있다. 이는 가수분해로 안정화되지 않더라도 물-글리콜 혼합물이 내연 기관에서 발견되는 온도만큼 높은 온도에 도달하지 않기 때문에 일반적으로 완벽하게 적절한 내구성 을 제공하기 때문입니다. 이는 원래 내연 기관의 냉각 시스템 응용 분야를 위해 수행된 구성 요소와 테스트 시편 모두에 대한 장기 안정성 테스트의 결과 결과에서 나타났습니다. Envalior 는 현재 80 ° C 및 100 ° C에서 테스트를 수행하고 있으며 보관 시간이 일반적인 1,000 시간 및 1,500 시간에서 연장되었습니다. 각각 10,000시간까지. "우리는 이미 폴리아미드 6 화합물이 이러한 조건에서 속성 저하되지 않는 것을 보고 있습니다. 우리는 Battery Show Europe에서 초기 연구 결과를 발표할 것입니다"라고 Haspel은 말합니다.
Envalior는 산업 리더인 디에스엠 엔지니어링 머티리얼즈(DEM)와 랑세스 기능성소재사업부(HPM)의 합병으로 탄생한 신생 회사입니다. 세계 최고의 엔지니어링 소재 제조업체 중 하나입니다. 사모펀드 투자자인 어드벤트 인터내셔널(Advent International)과 특수 화학 회사인 랑세스(LANXESS)가 소유하고 있습니다.
Battery Show Europe은 2023년 5월 23일부터 25일까지 슈투트가르트의 전시 및 무역 센터에서 개최됩니다. Envalior 홀 70의 부스 F10에 있습니다.
사진: Envalior, © 2021
두께가 3mm 미만인 시편에 대한 열 폭주 시험에서 Tepex 제품군의 새로운 복합재는 1,000°C를 훨씬 초과하는 온도, 매우 높은 가스 압력 및 백열 입자와 함께 특정 방향으로 방출되는 화염을 견딜 수 있습니다.
https://envalior.com/products-services/ 에서 새로운 모빌리티 분야에서 사용하기 위한 Envalior의 혁신에 약 자세한 정보를 찾을 수 있습니다.
