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據(jù)估計(jì)，到 2020 年，純電動(dòng)車、混動(dòng)車和插電式混動(dòng)車的產(chǎn)量將占到汽車總產(chǎn)量的 5% - 8%。目前汽車制造商主要專注于延長續(xù)航里程、降低成本的技術(shù)以吸引普通駕駛者。
六月，瑞典汽車制造商沃爾沃宣布，從 2019 年起旗下所有新車型都將電動(dòng)化，再次展示了該公司對(duì)電動(dòng)車的堅(jiān)定支持。無獨(dú)有偶，特斯拉也發(fā)布了首款平價(jià)電動(dòng)車 Model 3，售價(jià)不足 40000 美元，續(xù)航里程則達(dá)到了 200 英里。
“混動(dòng)車和電動(dòng)車的需求越來越迫切。”巴斯夫電池材料全球業(yè)務(wù)部高級(jí)副總裁樓劍鋒表示：“所有汽車制造商，無論規(guī)模大小，都在競相降低成本、增加續(xù)航里程并保證安全性，以及延長使用壽命。”
從電池材料到降低能耗的輕量化部件，巴斯夫?yàn)榭蛻籼峁┝送晟频碾妱?dòng)交通解決方案，并通過研發(fā)幫助汽車制造商應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。
電池材料
優(yōu)化電池材料科學(xué)，是增加電動(dòng)車/混動(dòng)車?yán)m(xù)航里程、延長使用壽命和降低成本的根本途徑。
為此，巴斯夫廣泛投資進(jìn)行研發(fā)，為客戶提供了完善的材料產(chǎn)品組合;同時(shí)在全球戰(zhàn)略市場建立產(chǎn)能，并通過合理授權(quán)幫助客戶解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題，包括與美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室合作實(shí)現(xiàn)鎳鈷錳 (NCM) 復(fù)合正極材料的量產(chǎn)和銷售，以及與 CAMX Power LLC 達(dá)成高鎳正極專利材料 CAM-7 的專利授權(quán)協(xié)議。
“先進(jìn)材料科學(xué)是滿足行業(yè)需求的關(guān)鍵”
減少使用價(jià)格昂貴、儲(chǔ)量稀少的鈷，代之以成本更低廉、儲(chǔ)量更豐富的元素，是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì);提高鎳錳含量即是其中的一種途徑。在早期電動(dòng)車使用的電池中，鈷和其它元素的比例相對(duì)較為均衡;但現(xiàn)在鎳的比例已經(jīng)達(dá)到 60% 左右，有時(shí)甚至高達(dá) 80%。
同時(shí)巴斯夫還與各大院所、高校和伙伴企業(yè)合作，長期投資、共同研發(fā)面向全固態(tài)電池和保護(hù)鋰負(fù)極的系統(tǒng)解決方案。
“先進(jìn)材料科學(xué)是滿足行業(yè)需求的關(guān)鍵，”巴斯夫電池材料北美區(qū)董事總經(jīng)理 Michael Fetcenko 表示：“這些正極材料尚未經(jīng)過充分優(yōu)化，因此巴斯夫認(rèn)為有望通過漸進(jìn)式改進(jìn)和突破性進(jìn)展應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，使電動(dòng)車和混動(dòng)車達(dá)到最終用戶日益提高的期望。隨著市場的快速增長，我們遍布全球的制造和研發(fā)網(wǎng)絡(luò)，以及在材料領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，都將成為巴斯夫傲視行業(yè)的基礎(chǔ)。”
特性材料
與解決電池材料的技術(shù)挑戰(zhàn)一樣，減輕整車重量、降低易燃性、減少電弧放電、使用高度工程化的材料以避免部件的物理和化學(xué)老化，同樣是實(shí)現(xiàn)交通電動(dòng)化的關(guān)鍵。
電池越大，電動(dòng)車?yán)m(xù)航能力越強(qiáng)，但它們同樣會(huì)增加整車重量，并對(duì)熱管理提供更高的要求。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，巴斯夫繼續(xù)擴(kuò)大塑料產(chǎn)品組合，以擁有獨(dú)特性質(zhì)的創(chuàng)新解決方案滿足下一代電池技術(shù)的要求。
例如，與金屬部件相比，采用熱塑性塑料生產(chǎn)的外殼的重量最多可減輕 30%。使用 35% 玻纖增強(qiáng)的巴斯夫 Ultramid® 時(shí)，一線供應(yīng)商甚至能夠減重 51%。
此外，得益于出色的強(qiáng)度和耐高溫性能，Ultramid® 熱塑性塑料還可用于生產(chǎn)電池框架。這些獨(dú)特性質(zhì)不但能夠延長電池組的使用壽命，還可提高其性能。利用適當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)，這些材料可在確保端板尺寸穩(wěn)定性的同時(shí)提供出色的強(qiáng)度，并減輕重量。
巴斯夫繼續(xù)擴(kuò)大塑料產(chǎn)品組合，以擁有獨(dú)特性質(zhì)的創(chuàng)新解決方案滿足下一代電池技術(shù)的要求。
導(dǎo)熱導(dǎo)電樹脂同樣能夠減少金屬用量，提高輕量化水平。巴斯夫?yàn)榭蛻籼峁┝司邆淞己梦锢砗蜋C(jī)械性質(zhì)的 Ultramid® 新型抗靜電材料，以及強(qiáng)度、剛度和導(dǎo)電性更出色的其它產(chǎn)品。
巴斯夫材料組合還可用于各種高壓連接器、線纜以及充電基礎(chǔ)設(shè)施。這些產(chǎn)品中既有無鹵素/無紅磷型阻燃劑，又包括目前市場上唯一一種耐水解的阻燃劑聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。此外，巴斯夫 Ultramid Advanced N 解決方案不但在高溫環(huán)境下具備優(yōu)異的物理性質(zhì)，還可承受腐蝕性介質(zhì)的考驗(yàn);由于吸濕率極低，該產(chǎn)品還可在潮濕環(huán)境下保持尺寸穩(wěn)定。
采用熱固性聚合物生產(chǎn)的巴數(shù)特®彈性開孔泡沫為電氣化應(yīng)用提供了又一理想的輕量化方案。其優(yōu)異的耐高溫性和阻燃性不僅可保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，還可為無法長時(shí)間承受高溫的周圍部件提供保護(hù)。
“希望打造電氣化產(chǎn)品的汽車制造商需要利用工程塑料解決方案為精密部件提供高溫保護(hù)和減輕整車重量，”巴斯夫特性材料部北美區(qū)電動(dòng)交通行業(yè)經(jīng)理 Dalia Naamani-Goldman 介紹道：“重量越輕，電池續(xù)航能力越強(qiáng);而單次充電續(xù)航里程是目前最重要的區(qū)分因素之一，因此這對(duì)市場而言非常重要。”
減少噪音
除了減少甚至杜絕排放以外，寧靜、平穩(wěn)的行駛體驗(yàn)無疑是電動(dòng)車最吸引人的優(yōu)點(diǎn)之一。
但很多人并未意識(shí)到，噪音、振動(dòng)和粗糙度 (NVH) 給工程師們帶來了諸多挑戰(zhàn)。雖然電動(dòng)車沒有傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音，但工程師們必須重新定義和優(yōu)化車內(nèi)聲音、舒適性和體驗(yàn)，而不影響車輛的行駛效率。
巴斯夫的 NVH 解決方案有助于應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。利用能夠大幅衰減高頻噪音的隔音材料，巴斯夫可幫助制造商設(shè)計(jì)創(chuàng)新解決方案，優(yōu)化聲學(xué)舒適性、車輛動(dòng)力表現(xiàn)和安全性。
采用 Cellasto® 微孔聚氨酯彈性體生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)支架就是其中一個(gè)例子，它能夠有效阻擋和吸收電磁脈沖及扭矩脈沖產(chǎn)生的高頻噪音。
此外，Cellasto 電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)支架還有助于減輕重量，保持車內(nèi)聲級(jí)和質(zhì)量。初步試驗(yàn)顯示，使用 Cellasto 時(shí)，汽車制造商最多可將部件重量減輕 30%。
降低暖通空調(diào)能耗
但這些系統(tǒng)能耗驚人，最多可將電池的續(xù)航里程縮短 40% - 50%。
在每年最熱或最冷的季節(jié)，很多駕駛者會(huì)打開加熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)以提高舒適性。為了減少日光影響，降低車內(nèi)制冷能耗，巴斯夫開發(fā)了一系列清涼顏料以幫助控制車內(nèi)溫度。其中一些深色顏料甚至能夠吸收高達(dá) 90% 的太陽熱量。巴斯夫碳黑顏料可反射入射日光，降低吸收率，從而將表面溫度降低 15 - 20 攝氏度。
在利用清涼顏料幫助 OEM 保持汽車表面涼爽的同時(shí)，巴斯夫催化劑部門也在積極行動(dòng)，以減小采暖制冷系統(tǒng)對(duì)電池的影響。利用先進(jìn)的暖通空調(diào)技術(shù)，巴斯夫解決方案可提高再循環(huán)效率，防止?jié)駳夂投趸歼M(jìn)入車內(nèi)，最多可將電動(dòng)車的續(xù)航里程延長 10%。
“巴斯夫意識(shí)到，汽車制造商和供應(yīng)商都在積極制定相關(guān)戰(zhàn)略，以解決與電動(dòng)化有關(guān)的挑戰(zhàn)，并將繼續(xù)發(fā)揮在化學(xué)和材料領(lǐng)域的豐富專業(yè)知識(shí)，幫助客戶更進(jìn)一步。”樓劍鋒說。
