應用于電動汽車電池包的阻燃熱塑性塑料

對于汽車制造商來說，電動汽車是一個迅速增長的領域。SABIC 致力于助力汽車制造商完成轉型，借助我們可靠的熱塑性塑料解決方案，幫助其開發(fā)下一代電動汽車電池包。電動汽車行業(yè)的另一個關注點便是圍繞熱失控的一系列問題和挑戰(zhàn)。而在這一方面，SABIC 也能提供幫助。在電動汽車電池包和相關應用方面，我們深耕于阻燃聚合物，積累了豐富的經(jīng)驗，除此之外，我們還提供豐富的阻燃材料，能夠幫助汽車制造商滿足電池安全要求和法規(guī)。

 

適用于電動汽車電池包及相關組件的 SABIC 熱塑性塑料具有諸多優(yōu)勢。我們的材料本身重量很輕，這意味著制造商可以大大減輕重量，從而提高性能，實現(xiàn)續(xù)航里程的增加。耐腐蝕特性使其更耐用、使用壽命更長。除了重量很輕之外，低費用的熱成型和注塑成型制造工藝能夠進一步節(jié)約成本。此外，SABIC 塑料具有出色的隔熱和電氣絕緣特性，與其他金屬相比，具備更優(yōu)越的熱穩(wěn)定性。氟橡膠密封圈廠家

 

SABIC阻燃聚合物在電動汽車電池包中的應用

如圖所示，我們的熱塑性塑料能夠滿足一系列電動汽車電動組件的要求。

 

 

針對于多種應用，我們能提供一系列高性能阻燃(FR)材料，包括我們的 SABIC®聚丙烯化合物(PPc)以及 STAMAXTM 長玻纖(LGF)PP 樹脂，以及工程性熱塑性塑料(ETP)(例如 LEXANTM 聚碳酸酯(PC)樹脂以及多種聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酯纖維(PET)以及PC混合物)等系列產(chǎn)品。在設計多種電動汽車電池包組件的過程中運用這些材料，包括我們的一套無鹵膨脹型阻燃系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)全面的、性能更出色的電池解決方案。橡膠硅膠材料密封膠

 

了解防火安全要求

了解電動汽車電池包的防火安全要求非常重要，尤其是考慮到高電池負載下的極端過熱情況，以及熱失控情況。

 

相關的國際和行業(yè)標準包括火燒測試以及在熱失控反應發(fā)生時的乘員保護測試等。如需使用阻燃熱塑性塑料， 根據(jù)電池熱失控情況下典型的汽車標準和 OEM 要求，這些材料必須通過特定的過熱測試，如下所示。新能源線材橡膠密封圈

 

 

針對各類板材開展耐火測試的出色能力

我們的內(nèi)部專業(yè)電氣化團隊擁有各種防火測試能力，我們還積極攜手合作伙伴，持續(xù)為行業(yè)提供支持。

 

借助這些專業(yè)能力，我們能夠評估、了解并驗證材料的性能極限，證明其是否能滿足溫度、壓力和抗顆粒撞擊要求。此外，針對擬定的設計解決方案，我們還能夠降低其帶來的風險，并幫助確保其符合材料制造、復合結構以及整體組裝設計的質量。

 

 

熱塑性塑料耐火測試結果

我們的團隊在水平和垂直測試平臺上針對熱塑性塑料開展了廣泛的耐火測試，并使用了熱電偶和紅外攝像頭測溫系統(tǒng)。我們根據(jù)電池托盤、電池包上蓋、模組和電池單體隔熱層應用在特定火災條件下的火災損失、滅火程度和隔熱特性和阻燃特性評估了我們材料的阻燃性能。

 

下方是典型的火災過熱測試的圖片，包含灼燒測試、煙火過熱測試以及電池包熱失控測試。

 

在這些測試中，基于針對不同電動汽車應用的特定工程設計，我們的阻燃熱塑性塑料材料通過了高溫、高壓和苛刻的顆粒撞擊測試。

 

除了多種耐火測試之外，我們的專家還開發(fā)了先進的計算流體動力學 (CFD) 模型，以了解熱解物理學（爆炸以及火焰與聚合物表面的相互作用、膨脹、炭化、熱解產(chǎn)物的二次爆炸等）以及火焰暴露中的傳熱現(xiàn)象。我們在這一領域持續(xù)進行研究，提供寶貴的洞見和指南，更好地優(yōu)化應用性能和安全性。

 

在易燃性測試之前和之后，我們的團隊還對熱塑性塑料板材進行了全面的分析測試，從而表征材料的熱性能和機械性能。彈簧儲能橡膠密封圈標準

 

 

溫度和時間曲線

下方的圖表示出了 4 mm 加筋板結構板材未被灼燒一側的溫度曲線，兩種板材分別由 STAMAX™ FR 30YH570 和 30YH515 樹脂制成，測試條件為水平放置（測試條件 D），灼燒溫度為 1,100ºC。

 

 

每種材料都展現(xiàn)出了出色的阻燃性能，未被灼燒一側的溫度低于 250ºC，未出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象（如前一頁中圖 E 所示），在 15 分鐘的測試結束移除火源之后，迅速自熄。

 

溫度曲線也表明，三種 STAMAX FR 樹脂還通過了額外的兩項測試：在“火燒”測試開始的 2.2 分鐘之后，未灼燒一側的溫度低于120ºC，熱失控災害測試開始的 5 分鐘之后， 未灼燒一側的溫度低于 180ºC。

 

金屬和塑料：差異顯著

 

 

如上圖，一位團隊成員拿著兩塊板材：一種為鋁制（左側），另一種采用 STAMAX FR 樹脂制成。我們均在超過1,100ºC 的條件下對兩種板材進行了時長為 5 分鐘的燃燒測試。鋁板在 30 秒內(nèi)被燒穿，而采用 STAMAX 樹脂制成的板材在 5 分鐘后也未被燒穿。

 

下圖表 2 概述 SABIC 關鍵的 FR PP 材料以及 FR 等級、燃燒時間以及熱失控測試性能和機械性能。

 

根據(jù)測試結果，該表列出了可在 5 分鐘 1100?C 燃燒測試、20 秒煙火過熱測試以及 UL2596 熱失控測試下未被燒穿或產(chǎn)生重大變形的推薦材料厚度。新能源產(chǎn)業(yè)硅橡膠硅膠配件廠家直銷

 

 

表 3 列出了幾種 FR ETP 材料及其 FR 等級、防火測試性能以及機械性能。根據(jù)我們的測試和分析，我們針對通過相關測試給出了材料厚度建議。

 

 

當然在為電動汽車電池包組件選擇具體的材料時，除了耐火測試性能和機械性能之外，還要考慮許多變量。應用  的設計考慮因素、具體的系統(tǒng)要求、生產(chǎn)方法（擠出成型、熱成型、注塑壓縮成型等）、透明度、粘接方法以及成本， 這些因素都會影響材料的選擇。

*未獲得數(shù)據(jù)

 

 

SABIC 借助 BLUEHERO™ 為電動汽車應用提供支持，BLUEHERO™ 是一個不斷擴大的材料、解決方案和專業(yè)知識生態(tài)系統(tǒng)，能夠加速世界向使用電力轉型。

 

公司圍繞 BLUEHERO 這一計劃，旨在加速汽車行業(yè)達成打造安全、高效的電動汽車這一使命，同時注重于借助獨特的阻燃材料和方案開發(fā)專業(yè)知識來優(yōu)化結構性電池組件。BLUEHERO 專注于通過出色的協(xié)作以及實踐， 最終實現(xiàn)電氣化、實現(xiàn)環(huán)保經(jīng)濟并解決氣候問題。

 

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