一
應用背景
在新能源汽車行業飛速發展的今天,超快充技術成為提升用戶體驗的關鍵,高電壓平臺技術在不斷優化進步,其存在的意義主要就是為了匹配不同零部件用電需求。簡單來說,800V高壓平臺本質上就是一種高壓電氣系統的設計概念,往往我們在說
新能源汽車“800V”平臺往往并不是一個固定值,而是指:
(1)電池包額定電壓在550-930V;
(2)最大/峰值電壓還會上浮10%-20%;
(3)目前高壓充電樁的電壓為750V,未來會有更多950V以上。
同時,“800V”平臺對于高分子材料也提出了新的升級方向:
(1)800V平臺點擊絕緣設計的幾個關鍵性能:局部放電、電氣間隙、爬電距離;
(2)爬電距離與材料相關,材料CTI值高,有利于電流設計并提升安全性。
新能源汽車材料性能一般需要滿足電氣安全、阻燃、耐腐蝕、耐油、耐高低溫、高強度等等,其中PA6與PA66是最常用的工程塑料之一。
二
CTI值在電氣安全中的意義
CTI作為衡量材料在高電壓、高溫、高濕環境下電氣絕緣性能的重要指標,能夠評估材料在特定條件下抵抗電弧和電火花能力,對于確保新能源汽車的電氣安全至關重要。在超充時代,汽車材料的CTI值直接關系到車輛的安全性和可靠性。在新能源汽車的高壓系統中,CTI值的提升是確保電氣設備長期穩定運行的關鍵因素。
三
玻纖增強尼龍阻燃材料電氣性能表現
玻纖增強尼龍因其優異的機械性能和耐熱性,在新能源汽車的電池包、電機控制器等關鍵部件中得到廣泛應用。然而,隨著超快充技術的應用,這些部件面臨著更為嚴苛的工作環境。在這種情況下,僅依靠玻纖增強尼龍的機械性能已不足以滿足安全需求,CTI值的增強變得尤為必要。
目前市面上常見的三類尼龍阻燃體系包括含鹵阻燃體系、紅磷阻燃體系、無鹵無紅磷阻燃體系,目前市面上的玻纖增強尼龍阻燃材料的CTI值能達到600V,無法實現更高更穩定的CTI值,所以更加高性能的CTI提升助劑成為進一步提升材料電氣性能的技術突破方向。
四
突破性的CTI提高助劑
近期,和塑美科技推出了CTI提高助劑——UsePoIy® CT 10系列(以下簡稱CT 10),是一款專為玻纖增強無鹵阻燃體系研發的高性能助劑。據了解,和塑美這款新品的研發源于日益增長的電氣安全需要,最終的研究成果也
在三大關鍵場景中展現出了卓越的性能,有效提升了材料的CTI值,確保了新能源汽車的電氣安全:
-
在新能源汽車超充場景下,CT 10能夠使尼龍材料突破性地達到800V的CTI值,滿足了高壓充電技術的需求,遠超當前行業水平;
注:(1)圖表中MB1720為阻燃劑濃度≥75%的阻燃母粒;(2)CT10添加量為有效成分添加量;
2. 即使
在低玻纖含量的條件下,材料的CTI值也能穩定在600V以上,保證了材料的電氣性能不受玻纖含量的影響;
注:(1)圖表中MB1720為阻燃劑濃度≥75%的阻燃母粒;(2)CT10添加量為有效成分添加量;
3、在
添加色母(如黑色母與橙色母)的場景下,CTI提升助劑依然能夠保持材料CTI值在600V以上,解決了傳統色母添加對材料性能的影響。
產品性能表現:
1、CTI提升效果
實驗結果表明,在玻纖增強無鹵阻燃尼龍中添加 CT 10后,在多個場景下均能實現材料CTI值的有效提升,據實驗數據表明,
每1%有效成分添加量能夠提升材料CTI值25~50V。
2、耐熱性
實驗結果表面,CT 10在高溫加工和高溫工作環境下,均能保持有效成分不分解,確保了材料的力學性能維持在較高水平。同時實驗結果表明
熱老化500h,材料CTI不降低,電氣性能處于長期穩定狀態。
注:(1)圖表中MB1720為阻燃劑濃度≥75%的阻燃母粒;(2)CT10添加量為有效成分添加量;
3、阻燃協效
此外,作為阻燃協效成分,CT 10系列在適當減少阻燃劑含量的同時,實現了高效阻燃的效果。我們初步測得,
加入3份CT 10(有效成分),可減少約1份阻燃劑,也能達到同樣的阻燃效果。
4、其他性能無影響
我們對比了不同場景下,
添加CT 10對增強尼龍材料的阻燃等級、力學性能均沒有負面影響,甚至我們驚喜地發現,在添加量較高(如添加6個點有效成分)的情況下,
材料的GWIT也能實現25℃的提升。
五
高性能CTI提升助劑對新能源汽車及其他高壓場景的電氣安全保障意義
CT 10的應用不僅局限于新能源汽車,其在其他高壓場景,如工業電氣設備、電力傳輸設施等領域同樣具有重要意義。通過提升材料的CTI值,CT 10能夠有效減少因環境因素導致的電氣故障,提高整個系統的穩定性和可靠性。此外,CT 10的環保特性也符合當前新能源汽車行業對綠色、可持續發展的追求。
隨著技術的不斷進步,CT 10有望成為推動高壓電氣設備安全性能提升的關鍵因素,為新能源汽車行業乃至整個高壓電氣安全領域帶來革命性的變革。
六
助力更多材料體系的CTI突破
當前CT 10為了加工的便利性以母粒的形式呈現,加工過程無粉塵不架橋,更加適用于無鹵阻燃PA6與PA66體系。
為了滿足更多阻燃材料體系的需求,和塑美也將陸續推出更多非尼龍載體以及無載體的CTI提高助劑,用于PBT、PPO、PPS等材料中,滿足更多場景下的電氣安全保障,我們可以一起期待下!