多图详解!PPS在新能源汽车三电系统上的应用
新能源汽车的三电系统是衡量一款车是否具备硬核实力最重要的标准,它包括电池、电机和电控三个部分。
PPS是具备高性能,高达280℃的高熔点,可以替代金属的特种工程塑料,位于聚合物性能金字塔的顶端,是当之无愧的“性价比之王”。
PPS具有优异的耐热性、良好的力学性能、耐腐蚀、耐化学、电性能优异,除此之外还具有较小的吸水率(仅0.008%)和吸油率……那么它如何能在三电系统中发挥自己的优势呢?
01
电池
动力电池作为新能源汽车的动力来源,是整车中最重要的系统,占整车成本30%~40%,这也是区别于其他传统燃油汽车的标志性部件。作为电动汽车的大心脏,动力电池的性能直接决定了续航里程与动力安全,是制约电动汽车发展的瓶颈。
PPS材料在动力电池上的应用,如图所示:
02
电驱
电驱由三部分构成,分别是传动机构、电机、逆变器,其中逆变器是把直流电转变成交流电的设备,逆变器的性能决定了电压电流的大小,若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压,则相应率较大,这意味着同样电流进行充电,充电功率可以等比例放大,即充电时间会缩短。
若提高逆变器的支持电压,则相应的充电时逆变器产生的热量会变多,那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题,这是提高充电效率的关键问题。此外,逆变器性能的好坏直接决定电机的性能表现,这也是各大新能源汽车企业的核心技术。
驱动电机将电池的电能转化为机械能,是车辆动力的直接来源。它主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等组成,而电机技术的关键点在于定子和转子。转子即新能源汽车的主驱动电机,它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。
其中,连接器、定子、转子等部件都是PPS改性塑料的“拿手好菜”。PPS具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强、难燃、结晶度高、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优越的综合性能,所以很多部件都能见到PPS的身影。
03
电控
新能源汽车有了电池、有了驱动电机之后就已经能跑了,但是怎么跑、怎么变速、何时刹车、如何爬坡等等情况就还需要有个系统来控制,这就是电控系统。新能源汽车电控系统就是控制汽车驱动电机的装置,相当于是新能源汽车的“大脑”,对整个车辆的运行和动力输出进行合理的控制。电气控制系统的主要功能有:自动控制、保护、监视和测量。
电控系统最核心的部件有三个:逆变器、驱动器和控制器。重点要说的是电控系统“三大件”中逆变器的核心模块:IGBT(绝缘栅双极型晶体管),可以说是电控系统的关键了,成本可以占到整个电控系统的 40-50%。
IGBT作为电机驱动部分最核心的元件,属于目前新能源汽车的核心零部件。由于车规级IGBT模块验证周期长、技术及可靠性要求高,那么对于选择合适的IGBT模块材料也是很关键的一环。PPS是一种耐高温的热塑性材料,在持续使用情况下可以承受200-220℃高温,短时内(例如在焊接时)可以承受270℃的高温而不会损坏。且PPS对水分不敏感,吸水率低,尺寸稳定性优异,可以满足IGBT模块的高性能要求。
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