【CHINAPLAS 2023现场采访】更清洁、更安全、更高效，索尔维创新材料助力汽车行业奔赴电动化未来

随着可持续发展转型战略在汽车领域的不断深入，混合动力汽车和纯电动汽车的数量获得了井喷式增长。随之而来引起人们关注的就是电动汽车的续航里程和安全性问题，里程焦虑、电池起火等字眼频频成为社交平台上的热词。不得不承认，由于加入了电池、增强框架和悬架系统以及电池保护材料，电动汽车相比燃油车而言普遍偏重，这给车辆效率和总续航里程造成了更大的压力。同时，三电系统的加入也提出了更高的性能要求，比如电气性能、高温阻燃性、高CTI和耐热冲击性等。

2023 Chinaplas索尔维展台

电动汽车时代，安全性、最大功率和减轻车辆总重已成为汽车产业链上下游目前最为关注的话题。在阔别两年后举行的2023 Chinaplas国际橡塑展上，如何应对电动汽车带来的机遇和挑战也成为各家展商争相竞逐的领域。

过去几十年中，索尔维的高性能特种聚合物成功地为汽车应用领域提供了有助于实现轻量化、燃料节省和成本节约的高效解决方案。如今，这些聚合物为OEMs加速向电动汽车的转型创造了便利条件。与此同时，索尔维也没有停下他们创新的脚步，不断探索更多的应用场景。从汽车轻量化、热管理，到环保、高效、安全的交通电动化和电池解决方案，索尔维为Chinaplas的观众展示了一系列面向汽车市场的更清洁、更安全和更高效的产品和技术。

例如，现场展出的48V电池保护罩中使用的Amodel® PPA则具有优异的尺寸稳定性及高强度，可以注塑一体成型，能实现30%以上的减重。另一款获奖的汇流排使用了索尔维的Ryton® PPS和Amodel® PPA材料，能在定子绕组与牵引电机的连接处，确保优异的介电强度和体积电阻率，同时在热循环过程中提供卓越的抗冷热冲击性能和疲劳强度。电机转子加强衬套中使用的SolvaLite®/EvoLite®复合材料具有的超高强度有助于实现设计轻量化，并且能耐受电机内化学介质环境，具有优异的耐疲劳特性。

轻量化和可持续性

从燃油车到新能源时代，轻量化一直是汽车行业永恒的需求。与此同时，最近几年随着碳中和路线图的明确，可持续发展以及绿色材料的需求也成为汽车行业的主流需求之一，“这两块是索尔维比较关注和着力投资的领域。我们今天在展台上也展示了许多和轻量化以及可持续发展相关的材料解决方案。”索尔维材料事业部大中华区交通运输市场经理吴极文女士介绍道。

索尔维材料事业部大中华区交通运输市场经理吴极文女士

用高性能聚合物替代金属是减轻汽车重量最有效的手段，而过去能替代结构件中金属材料的热塑性塑料解决方案非常有限。面对客户遇到的结构件金属材料替代难题，索尔维的解决方案是通过包覆成型将最出色的热塑性塑料和复合材料相结合。吴极文女士表示：“Evolite®热塑性复合材料具有无与伦比的强度，还可以利用注塑工艺融入Ryton® PPS或Amodel® PPA等先进的聚合物。”

除了结构件，由索尔维的复合材料产品线制备的各种大的内饰件也是轻量化的例证。最早，这些部件都是用厚重的工程塑料制成，而复合材料的强度更高，甚至可能超过一些金属，因此一些大型面板采用复合材料来制备的话可以节省空间，质感方面也会较传统解决方案有所提升。

可持续发展是索尔维一直在努力的方向之一，他们在2018年提出了“同一个地球”的碳中和路线图。“可持续性是一个很丰富的概念，里面包含了许多环节。具体到材料业务部门，一方面我们在生产端会使用一些生物基原材料和回收的原材料来制造产品；另一方面，也会努力降低整个工厂的能耗和废弃物的产生等。”

延伸到下游的使用环节，索尔维也和客户开展了可回收领域的合作。“当他们用索尔维产品制备成相关部件后，我们将协同客户一起进行回收，在欧洲已经有相关的案例。尤其在新能源行业，由于电芯里含有很多贵金属，所以索尔维会为客户提供相关的化学品方案，帮助他们回收其中的贵金属。”吴极文女士介绍道。

最重要的是，索尔维明确承诺他们所有的低碳产品线都是不以牺牲材料性能为前提，“也就是说，我们推出的所有低碳系列规格都和普通石油基产品在同一性能水平上。为了达成这个目标，我们采取了非常多的路线来实现，包括采用生物基树脂，使用质量平衡法，采取可回收的填料方式等。”显然，索尔维通过上述这些技术手段来更好地平衡产品的性能和GWP值（全球变暖潜能值）。

而从成本角度来看，低碳材料的成本现在是可回收和绿色概念的一大痛点，“但是我们相信，随着越来越多的客户展开更广领域的低碳材料的应用，下游应用量的提升将会带动上游相关原材料价格的下降，到最后将形成一个良性的可持续循环。”吴极文女士有着积极的预期。

新能源汽车时代的新挑战

新能源时代，各家材料供应商都是围绕着新能源车的“三电”心脏系统——电池、电驱、电控，此外还有充电桩的应用领域来布局技术和产品。这些不同系统对材料有着更加细分的要求，“例如电控系统将朝着高压化的趋势发展，因而可能对材料在电气方面的属性有更高要求，如能不能在高温下维持良好的电气绝缘性。而像电池由于只能在比较狭窄的工作温度内工作，所以需要热管理相关的解决方案来提供支持。”吴极文女士表示。

索尔维一直专注于特种工程塑料领域。相比传统的工程塑料，索尔维的特种工程塑料在高温、高压和腐蚀性化学品等恶劣工况下，能够保持理想的机械、热学和化学性能。不同特种聚合物还具有抗疲劳和耐磨性、阻燃性能、防腐性能、电气惰性和尺寸稳定性，这些特性在新能源车的许多应用场景中能发挥关键作用。

在电动汽车中，由于锂离子电池在持续的高强度工作过程中会产生热量，这是影响电动动力总成效率和安全性的潜在重要因素，因而热管理对OEM厂商来说非常关键。“复杂的热管理系统的实施效果以及合适的材料选择对于电动汽车的性能和安全至关重要。索尔维的先进材料能满足当今复杂的热管理系统对聚合物性能的严苛要求，助力制造商打造具有出色的性能保持性、设计自由度、耐久性、安全性和轻量化等优势的高质量部件。” 

其中，吴极文女士重点提到了安全性。“新能源汽车行业在蓬勃发展的过程中逐步从无序过渡到有序，对安全性的要求也提出了更为明确的要求，如中国在2021年开始实施三项电动车强制性国家标准，其中就对电池的安全性和可靠性提出了总体要求，以给驾乘者足够的逃生时间。”

也正是针对这些电池安全相关标准提出的要求，索尔维开发了Xydar®液晶聚合物（LCP）的特殊牌号——Xydar® LCP G-330 HH，其特性是在400摄氏度的高温下暴露30分钟后仍能维持出色的电绝缘性，并具有优异的流动性，从而将安全性方面的应用潜力和出色的可加工性完美结合。

Xydar® LCP制成的绝缘片

例如，在单个电芯热失控的瞬间，如果金属和单体电芯之间没有足够好的材料做绝缘体，短路的电流会通过其他金属部件再传导到其他电芯，结果将加速导致整个电池包的热失控，“将用Xydar® LCP制备的绝缘片安放在电芯和电芯之间，或是电芯和任何金属部件之间，即使在高温下也能起到良好的绝缘作用，因而能在单个电芯热失控时维持整个电气材料的绝缘性不变，从而延缓整个电池包的热失控时间，让新能源车内的驾乘者有足够时间逃离。”吴极文女士解释道。

此外，随着汽车电气化架构的改变以及电动化进程的加快，汽车上将会存在更多的电子信号，一些具有特殊电磁屏蔽或者电磁特性的材料也会成为行业的需求之一。“索尔维已经在和本土客户合作开发一些具备特殊电磁特性的材料，也取得了比较好的进展，随着项目的落地，我们预计将在明年的展会上看到相关的产品展示。”

展望未来

谈及汽车新材料领域未来的技术发展趋势，吴极文女士认为，随着整车高压化架构的推进以及电控附近开关频率的增加，汽车行业对材料的耐电绝缘性，也就是电气击穿的特性，提出了更高要求。在高压化平台下，对快充的需求也让我们需要额外的冷却介质来冷却整个系统，这对材料的耐化学性的要求也将比以往更为明确。

在电池包领域，由于现在的电池能量密度并没有发生很大的跃迁，“所以重点应放在如何做整包轻量化，以提升整个电池包内的空间利用率，我相信轻量化、提高能量密度以及更为集成化的设计，将会是电池包的一个方向。索尔维也将提供相关的耐高温的特种工程塑料牌号去帮助客户应对这个挑战。”吴极文女士表示。