电动汽车安全卫士,巴斯夫阻燃“新”材料

塑料和聚氨酯,

正成为电动汽车的关键材料。

因为这些材料可以实现功能集成和轻量化特性。对于那些应对技术挑战的汽车工程师而言,塑料具备很多金属难以实现的优势,聚氨酯复合材料则为电池设计中更大组件的设计和加工提供了自由度和便利性。


然而,电动动力系统对塑料提出了新的性能要求,因为车辆的电动架构会产生不同于汽油/柴油燃烧动力系统的危险过去对燃料和其他润滑油的要求一直是耐高温性和耐化学性,如今新型电动动力系统和高压电池则需要更高的安全性,以防出现电气故障,导致触电、电弧和其他潜在火源等风险。


由于塑料和聚氨酯主要是可燃的,因此必须采取特殊的预防措施来提高电动汽车的安全性,并防止电池着火的最坏情况——热失控。所以,阻燃化合物应被视为实现更安全的电动动力系统和高压电池的一个选择。


巴斯夫的大部分工程塑料在1毫米的厚度下都满足要求。然而,随着输出高功率的电气元件数量越来越多,阻燃热塑性塑料的需求也与日俱增。FMVSS 302的测试场景无法与电动汽车的电池起火进行比较。在高温下,锂离子电池中的金属氧化物会通过释放氧气而分解,从而产生放热反应。这种反应只能通过大量冷却来停止。在公路上行驶时很可能无法控制这种反应,进而导致热失控。鉴于电动汽车的普及和热失控的潜在危险,汽车行业开始采用主要为固定式电子电气应用而设计的不同标准。这些标准主要在美国保险商实验室标准UL94和UL746中进行了描述。应用这些标准的目的是防止电气故障导致电池附近的零部件起火。使用适当的材料可以降低外部故障引发电池火灾的可能性。电子电气应用中的点火源通常是大电流电弧、热丝以及熔断的晶体管或电容器。


阻燃塑料可用于下图所示的电动汽车应用。同时列出的还有应用于相应组件的材料。

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得益于优异的阻燃性能,红磷阻燃产品已经在电子电气市场中使用多年。巴斯夫一直是红磷PA的市场领导者。通过向市场上推出新的改良产品,我们持续创新并提升产品性能。


电气化相关应用对红磷系列产品的需求量尤其高。在交通运输领域,红磷阻燃牌号是一种具有成本竞争力的材料,用于需要具有阻燃性的电动汽车电池模块。这种创新材料具有更宽的加工参数能够实现更可持续的生产,使得资源得到有效利用。优化的牌号表现出优异的磷稳定性,因此在同类材料中脱颖而出。


新的红磷PA解决方案还具有优异的机械性能,包括高简支梁(无缺口和缺口)冲击强度和拉伸强度、良好的流动性和更高的加工性。红磷阻燃剂的高稳定性能够进一步防止湿热条件下的模垢沉积和腐蚀,使这种聚酰胺新牌号成为同类最佳产品。热塑性塑料的制造采用注塑成型工艺,效率和成本效益更高。




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电动汽车应用必须符合技术消防安全标准。需要在材料开发过程中进行材料测试以获批,此外也要在质控过程中进行材料测试。测试标准规定了点火源的类型及其对试样的影响以及测试设置和试样尺寸,以评估可燃性和火焰蔓延特性。美国保险商实验室公司的UL94标准尤为重要。


在测试厚度方面,试样分为五个级别:5VV-0V-1V-2(垂直燃烧试验)和HB(水平燃烧试验)。UL黄卡可用于阻燃产品。


巴斯夫阻燃剂产品可分为以下几类别:

Elastollan®  - TPU

Elastolit® - PU

Elastocoat® - PU

Ultramid® Advanced - PPA

Ultramid® - PA6、PA66

Ultradur® - PBT



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作者 ab