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于斌:高功能工程塑料为轿车电动化“保驾护航”

发布时间:2021-09-19 09:35:52 来源:澳客官方下载 作者:澳客app登录 阅读:7

  2021 Chinaplas期间,帝斯曼工程资料推出了“探索之旅”线上虚拟展台。其间轿车(包含一般轿车运用商场和新动力轿车)占比极大,凸显了帝斯曼在该范畴的大志。帝斯曼工程资料全球高档工程开发司理于斌,承受媒体专访,与咱们共享了改善工程塑料怎么助力轿车电气化,以下是专访的精彩内容:

  “在各个国家和地差异离提出碳中和愿景的大布景下,咱们看整个轿车行业的开展,并聚集我国,2030年我国制止纯燃油车出售,电动化是一个不可逆的趋势。相关于传统燃油车,轿车电气化的各种方法和深度,无论是混动、插电混动、纯电仍是燃料电池,都离不开高压电池包,高压操控体系,逆变器,DC-DC转化器,电机等重要的功能性部件。帝斯曼专心于轿车的三电体系和燃料电池体系,所供给的PBT、PA66、PPS、PPA-ForTii等资料,在现在干流主机厂,如群众、通用、特斯拉、小鹏、蔚来、抱负、比亚迪、上汽、广汽、北汽、长城等品牌上都有运用。”于斌开宗明义。

  相关于传统燃油车中,电气体系(48V内的弱电)首要用于信号的传输,发动机启停,整车的操控等;而在电气化的过程中,对电的运用方法发生了改动,需求运用电能去驱动整个车辆,而且跟着电压(数百伏特)和电流(数百安培)的升高,对工程塑料的要求和应战也彻底不同于传统燃油车。帝斯曼在轿车电气化中,针对性地研讨了资料的电气绝缘功能在车辆不同工况下的改变,给规划工程师们供给了很好的工程数据,以便开发更牢靠,更优异的电动车。在高温老化后,资料在不同工况下的电绝缘性,外表抗起弧性(CTI),以及塑料与金属复合注塑中机械老化及开裂,帝斯曼都有很深化的研讨,并能够供给全套的解决方案。

  在电动化的途径中,大致有两大类,一是依托锂离子电池(如三元锂电,磷酸铁锂等)驱动;二是依托燃料电池(氢燃料电池或甲醇重整燃料电池)驱动。如比照纯电车和燃料电池车,纯电车的电机功率在95%以上,其他丢失大约20%,因而锂电驱动功率大约为75%。而燃料电池车功率只有约55%,纯电车的能量转化功率比燃料电池高,可是为什么燃料电池车辆现在遭到如此多的注重?

  现在的燃料电池技能道路有许多种,最受注重的大致有“两种”,一是氢燃料电池;二是甲醇重整燃料电池。

  在重载运送中,纯电池驱动体系存在极大的电池分量、续航路程和超长的充电时刻等显着缺陷。跟着容量的添加,电池分量也显着添加,导致每公斤货品的运送本钱升高,使得纯电池技能不太合适商务运送业。与其在车辆中装载沉重的电池,不如运用燃料电池直接在车上发生所需能量。制作锂电池的要害原资料锂及钴,有很大的产地集中性,极或许遭到地缘政治的影响,但氢气可完结区域内出产,现有加油站也很简单改形成燃料电池的加氢站。

  在大型商用车、重卡、远洋货轮等范畴的电动化过程中,将三元锂电、磷酸铁锂或其他电池方法与燃料电池体系作比照:锂电体系能量密度平均在160到240wh/kg,8级重卡跑600公里,需求装载1200到1300千瓦时的电池,如此大的电池包,其分量平均值为7~7.5吨;而燃料电池体系的全体分量会轻许多,如装备双电堆和双电机的体系,总分量大约在1.5吨左右,这是燃料电池的分量优势。别的一个优势,重卡电池包体积和电量都很大,即便在双枪快充(250KW以上)的方法下,也需求数小时才干充溢,关于重载运送,充电时刻是个很大的问题。而燃料电池加氢时刻,和传统柴油车差不多,十分钟左右能够完结。这是燃料电池的时刻本钱优势。

  与纯电池技能比较,燃料电池具有以下优势:氢气加注时刻和续航路程与内燃机适当(在必定输入功率下,燃料电池的续航才能是柴油或汽油发动机的2.3倍),没有沉重的额定电池负荷,功能体现受气候影响极小。除此之外,水是氢燃料电池体系的仅有副产物,对碳中和社会的构建有积极意义。氢能是一个理论上能够完结全产业链绿色的动力方法,所以现在国家对燃料电池车越来越注重,中石化、中石油等传统燃油巨子,以及各大重载运送车辆出产商,也是根据这个原因,大力推进燃料电池产业化。

  在燃料电池技能中,质子交流膜燃料电池 (PEMFC) 越来越受欢迎。它在功率和排放之间取得了杰出的平衡:作业温度低、发动时刻短,而且可运用纯氢作为燃料和一般环境空气作为氧化剂。

  回到资料自身,大部分的燃料电池着重在氢燃料电池。于斌表明,帝斯曼差异于其他资料公司一个重要的特色是:在资料开发的过程中,帝斯曼的起点是深化研讨整个体系的机理、工况、运转方法,以及在制作和出产中的问题,并从这些深化的研讨中,抽取出资料上需求做什么改善,以最大程度上确保体系的长时间寿数和功率。概括性来说,燃料电池大部分在70~90摄氏度工况作业,100%湿度、弱酸性环境,对资料的长时间水解,离子分出率有很高的要求。别的,对资料纯净度的界说并不是在空气中,而是考量在燃料电池工况中,资料是否会有其他物质分出;商用车、重卡,作业时长15,000小时起,对资料长时间工况下的抗水解性、老化后疲惫性、耐蠕变性,资料的纯净度,是否会分出离子,什么样的离子,离子对催化剂、对气体分散层、对质子交流膜有什么样的影响,帝斯曼都有全工况测验数据和核算模型,这些数据和模型能够协助客户缩短产品开发周期,而且做到“一次就对”!

  从牢靠性视点,特别是在抗离子浸出、耐水解以及相应的长时间机械功能方面,现在所运用的资料仍多有缺乏,而其间一种解决方法是开发专门的PPS化合物,以出产高效牢靠的电池。帝斯曼专门针对燃料电池的特色,开发了全系列的资料,这些资料具有业界最低的离子分出率,最高的耐水解性和长时间水解后的抗蠕变性,远远高于PPA、PA66等工程塑料。

  最终,于斌指出,传统燃油车,电的运用方法是信号操控和传输;而电动车,电是驱动,是高压电,它不只触及动力问题,更触及到安全问题。资料在工况下,老化机理、电热老化机理、机械功能、疲惫功能、在有离子的污染环境下耐电弧起痕才能,一切功能测验研讨都要根据实践工况。咱们研讨一切的实践工况,剖析资料在高温工况下,不同前言下,电气老化、热老化功能的机理。咱们去了解客户的运用要求究竟是什么,转化为资料的言语,经过咱们许多深化的研讨数据,最终转化到咱们的资料配方。“这些研讨和资料上的打破,关于电动车范畴了解的深度,帝斯曼内行业界是抢先的。”

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