全球范围内,正在兴起一场新能源轿车的展开热潮。上一年以来,宝马、奔驰、大众、沃尔沃等全球出名轿车厂商相继发布了未来在新能源轿车领域的展开规划,我国的新能源轿车也出现爆发式添加。到本年9月底,我国新能源轿车保有量靠近150万辆,占全球一半左右,产销量位居全球榜首。特别是2017年9月,工信部联合财政部等多家组织发布的《乘用车企业均匀燃料消耗量与新能源轿车积分并行处理方法》,更是为新能源轿车的展开注入了一剂强心针。
2015-2017新能源轿车销量对比
在环保趋势和政策压力的驱动下,越来越多的出资人和企业也将目光投向了新能源工作。除传统企业初步进行新能源轿车的研发和出产外,一些新晋企业也相继上台。
新能源轿车新晋车企
新能源轿车工作的快速展开,体现了人们对环保的剧烈盼望,但电池寿命短、跋涉旅程少的缺陷也制约了其广泛。因此,未来不论是减少传统内燃机轿车油耗,仍是前进新能源轿车的跋涉旅程,以促进消费者对新能源轿车的认可度,下降整车重量都是轿车工业的展开方向。新材料、新工艺的运用在后续的车型规划中也将被越来越多运用。
对非金属材料而言,现在运用相对老练的轻量化技术有制品薄壁化(如门板、保险杠等)、以塑代钢(如轿车尾门、前端模块)和低密度材料等。在车用塑料种类中,以聚丙烯(PP)材料占用量最高,所占塑料运用量的比例现已抵达40%左右。由于PP材料密度轻、易回收、性价比高,不只在轿车内外饰中得到广泛运用,而且也初步代替部分车用工程塑料。
1、薄壁化PP材料为保险杠减重
轿车部件薄壁化是指用更薄的壁厚规划代替传统壁厚规划,在确保制件满足刚性要求和耐性要求的一同,抵达减重意图。以保险杠为例,保险杠作为轿车重要的外观件和安全件,在确保原有的保护功用基础上,也要寻求轻量化。开端塑料保险杠的壁厚规划大多大于4mm,而跟着制造工艺和材料功用的不断前进,保险杠规划进一步朝薄壁化方向展开。现在量产车型主流壁厚在2.7-3.0mm,并逐步向2.5mm靠近;研发阶段的车型壁厚可抵达2.0-2.2mm。减少保险杠壁厚不只能减轻轿车重量,还能经过缩短注塑过程中的冷却时间,减少出产时间,前进出产功率。
为满足薄壁化保险杠的要求,薄壁PP材料有必要具有"三高"功用:高活动性、高模量及高耐性。
高活动性:壁厚减薄意味着材料充模时活动空间减少、活动阻力增大,需求更大的注塑压力。高活动功可以下降壁厚减薄对注塑压力、成型温度和模具温度等条件的影响,一同防止缺胶问题。
高模量:壁厚减薄导致制品刚度下降。因此需求经过制件结构优化规划、材料本身模量前进进行补偿。
高耐性:保险杠用于吸收和缓冲外界冲击,因此需求材料具有很好的冲击功用。
薄壁化规划过程中制品简略出现翘曲变形、表面流痕和皋比纹外观缺陷、注塑成型缺胶和飞边等现象。因此,材料厂商在确保材料的机械功用满足薄壁化注塑规划要求外,还需依据制品的模具规划情况,调整材料缩短率、注塑压力、模具温度等工艺参数,防止以上不良现象的发生。
第31届国际橡塑展上金旸薄壁化PP制件展示
金旸JVP-3202薄壁化PP材料,该款材料可满足2.2mm保险杠机械功用要求,比较2.8mm壁厚保险杠可完结21%的减重作用。
金旸薄壁化PP材料(JVP-3202)
长玻纤增强PP材料(LGF-PP)的玻纤长度一般在3mm以上,与类似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强PP材料比较,不管在强度、抗冲击功用、能量的吸收率等方面都得到了明显前进,具有比强度高、比模量高、抗冲击性强、标准安稳和翘曲度低一级显著特色。一同,比较短玻纤增强PA材料,LGF-PP不吸水且密度更低、具有更高的性价比,因此PP-LGF也逐步代替部分短玻纤增强工程塑料而运用于轿车零部件上。
2、长玻纤PP材料为轿车零部件减重降本
长玻纤PP材料与工程塑料功用对比-1
长玻纤PP材料与工程塑料功用对比-2
以轿车前端模块为例,它由多个部件的总成构成,包括前向照明系统、散热器和冷却风扇、空调冷凝器、格栅口加固板、吸撞缓冲区、带有装饰面板的保险杠、车前盖锁闭系统、雨刷喷水瓶,以及各种电子组件和线路安顿等,具有组件多、制件重的特色。如果继续运用传统金属材料,难免会添加重量和成本,而且对零件装置环节的要求也将更高。对此,在前端引入轻质材料如塑料,可以起到明显的减重作用和降本作用。
LGF-PP前端模块在国内轿车厂的运用案例
金旸长玻纤PP制成的发动机罩
金旸开发的长玻纤增强PP系列产品以专用模头强制松散玻纤,将每一根玻纤都均匀涂覆塑料材料。注塑后,制品不会有玻纤集会的现象,且其表面亮光、浮纤少。现在,该系列产品已运用于轿车的仪器表板本体骨架、电池托架、前端模块、控电盒、座椅支撑架等。
塑料的展开与轿车轻量化的趋势相得益彰,除车身材料对塑料的需求越来越多以外,新能源轿车对动力电池、充电桩的配套设备和零部件的要求也为塑料带来新的运用领域。
3、阻燃材料为电池结构绝缘减重
动力电池系统用来给电动轿车的驱动供应能量,作为轿车轿车的才干存储设备,它有一个或多个电池包以及电池处理系统组成。动力电池模组则是动力电池系统的次级结构之一,它是由动力电池单体经串并联方法组兼并加保护线路板及外壳后组合而成。在结合整车规划要求的前提下对电池模组进行规划时,电池模组规划需求考虑以下方面:
A、电池成组的固定联接方法要依据动力电池系统规划的整体要求对选定好的电芯结构形状进行。
B、电池模块的装置要求松紧度适中,各结构部件具有满足的强度,防止因电池内外部力的作用而发生变形或损坏。
C、充分考虑电池串并联高压联接之间的绝缘保护问题,例如绝缘空地和爬电距离等。
塑料具有绝缘、加工便当、质量轻等优势,成为动力电池模组结构件的首选材料。针对电池模组的规划需求,材料供货商供应了多款材料,以满足电池装置和安全要求。
金旸电池结构材料解决计划
现在纯电动轿车搭载的动力电池,大多以三元锂材料为主。虽然电池材料的能量密度现已有了极大的前进,但仍然难以破除消费者的旅程焦虑困扰。前进动力电池的能量密度,除进一步前进电池材料的能量密度以外,电池包的整体减重也是一种切实可行的方法。金旸开发的阻燃PPO材料,比较现在电池模组结构件常用的PC/ABS材料,可以完结8%的减重作用,为客户的电池减重需求供应了一个切实可行的计划。
4、阻燃耐候材料为充电桩安全护航
新能源轿车的快速展开,也带来了配套设备的大步跟从。充电桩作为新能源轿车的重要配套设备,也为材料供货商带来了新的添加点。按照充电桩的运用场景,分为室内充电桩和室外充电桩。室内充电桩的防护等级需求抵达IP32以上,而室外充电桩需求面临风雨交加的恶劣环境,需求更好的绝缘性和避雷条件,其防护等级要抵达IP54方可确保人身安全、车身安全和充电设备安全。因此,充电桩对材料的耐候性、电气功用、抗冲击性均具有非常高的要求。
金旸充电桩材料解决计划
轿车轻量化与环保密不可分,它是完结节能减排和可继续展开的必经之路。塑料和复合材料作为功用优异的轻质材料,值得材料企业和轿车制造商投入更多资源深入研究。尤其是在新能源轿车高歌猛进的现阶段,其整车质量过大已成为制约其展开的障碍之一,轿车轻量化展开刻不容缓,信任跟着塑料与复合材料技术不断前进,将为新能源轿车的展开起到越来越重要的作用。