全球每年都有汽車自燃事故發生. 根據公開資料顯示, 2016年國內共發生29起約40輛新能源汽車起火事故, 其中, 純電動汽車是起火事故高發的車輛類型, 佔比高達79%;其次是油電混合動力佔比10%, 插電式混合動力7%, 最後未披露動力類型的佔4%. 那麼, 新能源汽車如何做好防火阻燃呢?
新能源汽車區別於燃油車的地方在於以電作為驅動動力來源. 因此用電安全顯得尤為重要. 一旦發生電路短路或高壓擊穿, 就會導致零部件停止工作, 輕則導致汽車拋錨, 整車漏電, 重則可能會引起汽車自燃. 新能源汽車在材料的選擇上除了絕緣耐壓, 防腐蝕, 還需要考慮阻燃性. 今天, 給大家簡單介紹下目前新能源汽車市場上不同部件的大部分主要阻燃材料.
1, 電池模組
目前, 世界各國沒有統一的車用電壓標準, 各大新能源汽車企業採用的電壓各有不同. 類似比亞迪這樣的車企採用低, 中, 高多個電壓平台的新能源車, 高壓電壓可達690V, 而瞬間脈衝可達800V以上. 因此, 如果不採用阻燃材料, 一旦電壓擊穿或遇高溫, 可導致整車漏電或自燃等事故. 因此, 阻燃材料成為了電池模組的包殼首選.
電池包殼體一般可以採用: 鑄造鋼板, 鋁合金, SMC複合材料, 碳纖維增強複合材料, 長玻纖阻燃增強聚丙烯材料, PP-LGF35等.
SMC複合材料, 即片狀模塑料. 主要由GF(專用紗), UP(不飽和樹脂), 低收縮添加劑, MD(填料)及各種助劑組成. 塑料殼體具有較好的成本優勢以及綜合性能, 是目前發展動力電池殼體的主要發展材料. 在對動力電池提出了明確的阻燃要求後, 越來越多的企業如中航鋰電, 博世, 雷天等, 開始採用阻燃塑料做電池殼體.
2, 充電設施
充電設施的標準目前也尚不完全一致. 由於不同電動汽車的電壓平台不同, 再加上介面, 通訊協議等技術因素的不同, 這直接導致了樁與樁之間不能互聯互通, 而且車樁不匹配的問題非常突出. 充電設施包括充電樁, 高壓線, 高壓接附加元件和充電槍等高壓部件. 其重要性與車內的動力電池一樣, 都需要考慮充電的阻燃性, 安全性等方面. 根據目前國內發布的充電設施的標準和要求, 我們對充電樁和充電槍外殼, 插座插頭以及內部的高壓線束的阻燃材料進行了整理, 並列舉了目前充電設施的產品, 對相應的材料性能特點進行分析.
3, 電器連接件
電器連接件如繼電器, 高壓接附加元件等都需要添加阻燃材料, 這是基本要求. 接附加元件金屬端子需要插拔次數多, 還要求壽命要長, 以免老化斷裂耐熱. 目前常見的材料主要有PBT, PA等材料.
根據這些要求, 盤點了部分常見材料及其對應的一些材料特性如下圖所示.
車用阻燃材料未來
我國在高聚物(各種塑料包括工程塑料)的阻燃中,主要是以用量少, 阻燃效率高且適應性廣的添加型溴系阻燃劑為主. 溴系中多溴二苯醚(PBD PO)在燃燒時會產生有毒致癌的多溴代苯並烷(PBDD)和多溴代苯並呋喃(PBDF), 而且鹵素阻燃劑在燃燒時生成大量的煙和有毒且具腐蝕性的氣體,可導致單純由火所不能引起的電路系統開關和其它金屬物件的腐蝕及對人體呼吸道和其它器官造成危害的嚴重缺點.
目前我國也在針對汽車內飾件制定新的防火標準, 意見稿已經發出來, 在保留GB8410的基礎上, 增加了垂直燃燒, 氧指數, 煙密度等幾個指標. 增加煙密度指標是一個很大的進步, 火災發生時, 人多數是被煙氣窒息而死. 但是, 國標仍沒有考慮煙氣毒性.
人們日益重視環保, 安全, 健康問題, 各國也把環保型阻燃材料作為重點開發和研究對象. 國家標準也會愈加完善和嚴格, 隨之而來的是, 車用的阻燃材料往環保與多元化方向發展.