Reduzieren Sie das Risiko von EV-Batterieschäden beim Einsatz von Pocan®AF4130, einem flammgeschützten PBT+ASA-Typ
Bei der Entwicklung und Produktion von Elektrofahrzeugen (EVs) durch Erstausrüster (OEMs) kommen grundsätzlich andere Konstruktionsprozesse zum Einsatz. Konstruktions-Thermoplaste wie PBT und PBT-Blends bieten großes Potenzial für zahlreiche Anwendungen im Bereich der EV-Batterietechnik. Obwohl insbesondere PBT bereits weit verbreitet in elektrischen und elektronischen Fahrzeugkomponenten eingesetzt wird, ist es herausfordernd, ein Material speziell für Batteriekomponenten zu finden. Bestimmte Anforderungen müssen erfüllt werden. Daher haben Envalior und Hella das Pocan AF4130 gezielt für den Einsatz in BMU- und CMU-Gehäusen entwickelt, um batteriespezifische Anforderungen zu erfüllen – insbesondere hinsichtlich Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit.
Elektrofahrzeuge (EVs) sind auf dem Vormarsch und der Trend zeigt weiter nach oben – laut der neuen Ausgabe desIEA’s Global Electric Vehicle Outlook, wurden 2022 weltweit mehr als 10 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft, und der Absatz soll in diesem Jahr um weitere 35 % steigen und 14 Millionen erreichen. Daher werden EVs entsprechend diesem Wachstum entwickelt und gefertigt. Wenn Automobilhersteller diese batterieelektrischen Fahrzeuge konstruieren und fertigen, sind grundsätzlich andere engineering-Prozesse erforderlich.
POCAN® (PBT und PBT-Blends) wird bereits erfolgreich in zahlreichen elektrischen und elektronischen Automobilkomponenten eingesetzt, darunter Sensoren, Steckverbinder und Aktuatorengehäuse. Dennoch kann es herausfordernd sein, ein passendes Material speziell für Batteriekomponenten zu finden, da bestimmte Anforderungen erfüllt werden müssen, wie z. B. Beständigkeit gegenüber Batterieelektrolyten, hohen Temperaturen und Chemikalien.
Das Batteriemanagementsystem ist die Lebensader eines EV
In einem EV sind die Battery Management Unit (BMU) und die Cell Monitoring Unit (CMU) von zentraler Bedeutung. Die CMU sammelt und überwacht Batterieparameter und ist verantwortlich für den Ladezustand, die Gesundheit und den Zustand der Batterie. Sollte die Batterie in einem kritischen Zustand sein, ermittelt die BMU die Ursachen und steuert Gegenmaßnahmen über das Energiemanagementsystem des Fahrzeugs. Dies verhindert, dass die Batterie ...Überladung oder Unterladung, was die Batterie beschädigen kann.
Gehäusekomponenten für das BMU müssen kompakt, flach, integriert und feuerbeständig zertifiziert sein. Die Funktion des Gehäuses besteht darin, Hochvolt-Stromsensoren und Isolationsüberwachungseinheiten in Batterien für Elektrofahrzeuge (EVs) und Hybridfahrzeuge zu steuern. Beim CMU sind mehrere Funktionen integriert, weshalb seine Geometrie komplex ist. Daher muss das verwendete Material eine geringe Verzugsneigung aufweisen, um das komplexe Design zu ermöglichen.
Ein modifiziertes Material, das die Anforderungen an Ihr Batteriegehäuse erfüllt
Um all diese Anwendungsanforderungen zu erfüllen, haben wir gemeinsam mit Hella ein Material für BMU- und CMU-Gehäuse entwickelt. Dabei haben wir unsere Erfahrung mit verzugsarmen und flammhemmenden PBT-Materialblends für sicherheitsrelevante elektronische Komponenten für Elektrofahrzeuge genutzt. Das Ergebnis unserer Zusammenarbeit ist Pocan® AF4130, ein zu 30 Gew.-% glasfaserverstärkter, verzugsarmer Blend aus PBT+ASA mit einem emissionsarmen, halogenhaltigen Flammschutzpaket. Pocan® ist bekannt für seine beeindruckende Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, herausragende elektrische Eigenschaften, Festigkeit und Härte.
Pocan AF4130 eignet sich für Anwendungen mit niedrigen Emissionen
Eine thermische Desorptionsanalyse wurde durchgeführt, bei der die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen und Kondensate aus nichtmetallischen Automobilmaterialien gemäß dem Standard des Verbands der Automobilindustrie (VDA) bestimmt wurden. Dies macht das Material sehr geeignet für Anwendungen, die niedrige Emissionen erfordern, wie beispielsweise Interieur-Komponenten.
Es wurden ebenfalls verschiedene Chemikalienbeständigkeitsprüfungen durchgeführt, um die chemische Beständigkeit des Blends zu bestimmen. Das ausgewählte Material bestand alle Tests, bei denen das Material Ölen, Kraftstoffen, Reinigern und Autopflegeprodukten ausgesetzt wurde. Während der gesamten Tests traten keine Oberflächenschäden auf.
Außerdem wurde die Beständigkeit des Materials gegenüber einem kommerziell erhältlichen Elektrolyten, wie er in Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt wird, sowohl unter unbelasteter Exposition und visueller Inspektion als auch unter Belastung analysiert. Die Prüfkörper wurden einem Elektrolytdampf ausgesetzt. Im Blendmaterial wurden keine sichtbaren Risse festgestellt.
Optimale Lösungen für Sie durch Envaliors Dienstleistungen
Unser HiAnt® Customer Service Team unterstützte Hella durch Empfehlungen zum Komponentendesign und stellte die charakteristischen Materialdaten für die CAE-Auslegung der Gehäuseteile zur Verfügung, um die geforderten Lasten zu erfüllen. Darüber hinaus machte Envalior Vorschläge für die Moldflow-Analyse und unterstützte die Spritzgießversuche vor Ort. Für Pocan® AF4130 konnte mittels Ionenchromatographie ein Gehalt an freien ionischen Halogeniden unter 10 ppm bestätigt werden und eine Geruchsprüfung gemäß VDA270 wurde durchgeführt.