材料解决方案有助于降低电气动力总成系统的安全风险

随着汽车行业的发展——逐步淘汰内燃机汽车并制造更多的电动和混合动力汽车——越来越多的知识关于我们电气动力系统获得。无论电动机是由大型电池模块供电，还是由燃料电池和小型电池供电，电气化都需要新的系统和组件，例如高压充电、锂离子电池技术、燃料电池、动力电动机以及 AC-DC 逆变器或 DC-DC 转换器。

行业必须考虑这些组件的安全要求 - 否则，消费者可能会在电动汽车的安全性方面遭受重大缺陷。由于电气动力总成通常在几百安培的电流下工作，因此安全性从未像今天这样重要。

例如，通过无人值守的电池充电过渡到高压电气化时，高压系统可能会造成短路或火花的风险，从而导致火灾。此外，已经有多份关于内置锂离子电池引起严重火灾的报道，即使汽车停放且不行驶也是如此。

如果有人在家里的车库里为他们的电动汽车充电（如下图中间所示）怎么办？一场危险的火灾烧毁车库并威胁居民生命的迫在眉睫的风险变得显而易见。基于这种情况，很容易理解为什么我们会看到对更高阻燃性（UL94-V0）、灼热丝点火温度（GWIT）或相对漏电起痕指数（CTI）的更多要求。

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汽车阻燃性要求的预期未来变化

电动汽车将需要阻燃材料

毫无疑问，阻燃添加剂目前在汽车塑料应用中是不可取的，因为它们会降低材料性能，例如机械特性和流动性。它们还增加了额外的重量和成本，每个设计师都面临着减少这些挑战。然而，我们预计在不久的将来，将有一个强有力的举措，要求高压路径中的全部组件（从充电插头到电动机）具有阻燃性。此要求可通过原始设备制造商或层触发。此外，这可以通过监管机构或立法来实施。

让我们看看交通阻燃性——它全部关于我们增加紧急情况下的逃生时间（如上图左图所示）。在几乎没有逃生机会的飞机上，即使是座椅和地毯也需要通过最高的阻燃性规格。汽车是不同的，因为司机或乘客比飞机上的乘客更容易逃生。因此，目前，通过所需的火焰测试对汽车来说很容易。目前，只有少数应用和制造商要求在车载电气绝缘中使用UL94-V0认证的塑料。

更高的电气功率和最小的功率损耗

虽然轻度混合动力汽车配备48V低功率电池，但如今全部全混合动力汽车和商用电池电气汽车的运行电压在200V至400V之间。为了进一步提高电池的功率，我们目前看到市场上从400V电池到800V电池的强劲发展，包括目前正在欧洲推出的超快速充电网络，新款保时捷Taycan是首批使用这种高压技术的商用汽车之一。

行业参与者正在积极努力向1.000V及以上范围内的更高电压迈进。为了在最小的功率损耗下实现更高的整体电气功率，最好增加电压而不是增加电流。传导标度的电气损耗与电流的平方（P~I²）。这在概念上显示在下图中。

在电气动力总成中将电压推到更高水平的好处

动力总成从内燃机到电驱动的转变也意味着用于电气绝缘和结构部件的高性能塑料的变化。对于内燃机发动机，塑料需要在低磨损和摩擦、高达 230°C 的持续高温或机油耐等参数下运行。在电气汽车中，关键的推动因素将是介电强度、CTI、热电导率、易燃性耐或EMI屏蔽等参数。

下图总结了电气汽车中应用的高压系统对高压路径中使用的绝缘塑料的关键要求的冲击。

电动化对汽车用工程塑料的冲击

帮助客户建立所需的能力

恩骅力涵盖广泛的工程塑料产品组合，从脂肪族聚酰胺（PA）6、46、66、666和410到芳香族PA 4T（PPA）和极高Tg（高达160°C）PA 4T（ForTii Ace），以及PPS、PBT、PET和热塑性共聚酯（TPC）。在这些塑料中，PA6、PA66、PA 4T、PBT和PPS将满足电气动力总成的要求。

恩骅力的一个关键区别在于电子产品和汽车行业的长期经验。这为一级供应商和原始设备制造商提供了显著的附加值。这两个行业的持续转换推动传统汽车参与者快速建立其IT和电子产品知识，而IT公司则在结构汽车设计方面积累经验。

恩骅力是一个关键的参与者，特别是在转换的这个阶段，帮助来自两个行业的客户建立新所需的能力。已经开发和批准的材料现在可以应用于新的应用。在额外的CAE和仿真知识的支持下，这将有助于加快产品上市时间并提高安全性。

为了满足这些即将到来的要求，恩骅力利用其在电子产品方面的长期专业知识，开发了专门针对混合动力和全电气汽车高压充电路径的完整材料组合，如上所示。

要了解了解更多关于我们恩骅力用于混合动力和电动汽车的先进材料，请联系我们或访问 plasticsfinder.envalior.com。

塔米姆·彼得·西迪基博士

全球移动出行营销经理

发布于

02 January 2020

Envalior