恩骅力在2023年SPE EAV大会上介绍提高电动汽车安全性和可靠性的最佳实践

塑料工程师协会 （SPE） 于 2023 年 4 月在密歇根州特洛伊举办了 2023 年电动和自动驾驶汽车 （EAV） 会议 。恩骅力 （前身为恩骅力和朗盛高性能材料）的应用开发工程师Keith Kauffmann在为期三天 的会议中介绍了 关于我们提高电气动力总成安全性和可靠性的下一页一代材料，共有700多名行业专业人士参加。

考夫曼的演讲重点介绍了电动汽车（EV）如何推动工程热塑性塑料所需 性能的变化，以及恩骅力正在进行的研究和设计，以开发 满足电动汽车应用性能需求的材料。

新的应用和趋势为行业带来新的机遇

随着行业从内燃机（内燃机）过渡到电动汽车， 动力总成架构和加油来源发生了转变——从汽油到充电。随着 电池组、驱动电机和高压连接器成为电动汽车 动力总成的主要部件，这些应用全部使用的材料都会受到技术影响， 例如：

• EV整体工作温度下降，导致高温导致零件氧化 降解减少
• 作为电池组的水/乙二醇溶液的长期暴露时间通常需要恒定的牵引装置，即使在车辆不运行后也是如此
• 减少磨损和摩擦问题 – 带有电机和轴承的电动汽车仍然存在磨损和摩擦，但程度低于内燃机技术
• 减少传统机油，例如发动机润滑油，任何塑料动力总成部件都需要机油耐耐。
• 增加用于牵引装置高功率密度电机的油的使用

电动汽车的其他技术影响包括对高CTI（相对漏电起痕指数）材料 的需求，以及由于高压电池系统而具有更高的电气绝缘能力。

趋势是更快的充电速度，从低电压平台转向高电压平台，从400V到 800V甚至更高。这推动了对更高绝缘要求和更有效 的牵引装置的需求。

“较低的电流可以减少热功率损失，并让您在更长的时间内保持峰值充电速度 ，而提高充电速度的最有效方法之一是增加电压 而不是电流。因此，我们看到了更高电压的电池系统。然而，尽管我们 试图在电流和电压之间找到平衡以解决充电功率问题，但快速充电会导致 需要牵引装置和高绝缘材料的高局部加热，“Kauffmann解释说。

技术趋势的另一个冲击是电机对油牵引装置的需求。电机内 的塑料部件需要耐受长期暴露率的电机油。

“在考虑燃料电池和电动汽车架构时， 必须考虑许多不同类型的挑战，包括老化前后的CTI，油老化，电气腐蚀，长期 冷却剂暴露，”Kauffmann补充道。“保持绝缘和机械特性很重要， 这需要了解在适当的温度 范围内长期老化的影响。

解决高压元件热冲击循环中的裂纹问题

包覆成型母线的关键问题之一是热冲击循环引起的裂纹发展。防止裂纹以阻止泄漏电流至关重要 。在许多这些电动汽车部件中，塑料被 过度模压成金属，通常是铜。由于塑料和铜之间的CLTE（线性热膨胀系数） 存在差异，塑料中的应力积聚 ，在热循环过程中可能会发生开裂。

第一个条形图显示 PPS 的 CLTE（机器方向和横向），第二个条形 图显示 PPS 在两个方向上的热应力。

“恩骅力了解导致热裂纹的原因，我们知道如何通过最佳的玻璃 取向、零件设计和模具设计 来解决这个问题，”考夫曼说。

确保汽车电子应用的可靠性

控制连接器、传感器、ECU 和 PCU 中的卤化物含量至关重要。随着连接器在电动汽车架构中播放 更大的作用，终端可靠性至关重要。高温、高 湿度、活性气体、电气电位和时间等因素都可能导致腐蚀。用于提高塑料阻燃性能的无机卤化物和离子 添加剂会形成酸，在长期暴露于湿气和热量后腐蚀电气 触点。这可能导致电子元件故障 ，从而危及车辆安全功能。

“对于连接器和传感器，将卤化物保持在100 ppm以下是一个目标，在更 关键的应用中和50ppm，”Kauffmann说。“我们的阻燃材料在20-30ppm（标准）范围内。”

Kauffmann补充说：“我们看到，许多电动汽车塑料应用越来越需要考虑UL94易燃性测试 要求，特别是当材料靠近HV 组件时。我们经常看到需要 UL94 V0 燃烧等级，偶尔需要 5VA 等级。 

恩骅力有几种符合V0的无卤素材料，包括PA6、PA66、PA46、PA410、PPS和 PPA。