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FOAM EXPO “充电站” | 改性聚苯醚(m-PPE)发泡材在新能源汽车动力电池包的创新应用，
近年来，新能源汽车市场发展迅速，新能源汽车的节能环保和轻量化需求不断增长。新能源汽车“三电”系统约占整车整备质量的1/4左右，重量的增加，显著影响其电耗、动力性、制动性能、被动安全性、一次充电续航里程等，因此新能源汽车的轻量化显得更为重要。
汽车轻量化技术重要途径有：轻量化材料、轻量化设计、轻量化制造工艺。
其中，轻量化材料的采用是汽车轻量化的重要措施，发泡材料可从结构设计、材料替代、工艺创新等多个途径实现汽车的瘦身，成为备受青睐的轻量化材料之一。新能源汽车的迅速发展，也必然带动新能源汽车非金属材料的发展。
非金属材料在新能源汽车与传统汽车上的轻量化应用差别在于：新能源汽车关于轻量化的需求更加强烈 & 新能源汽车新增加了电池包在机械冲击保护、电绝缘保护、热管理设计的需求。
电池包作为新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能。电池Pack系统占据电动汽车整车质量的18％-30％，降低电池Pack的重量对提高电动汽车的续航有着重要作用。
电池包组成主要包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS。电池箱体是新能源汽车动力电池的承载体，一般安装于汽车的底部。 基于电池箱体结构特点和应用环境，电池箱体的使用材料须具有良好的加工成型、良好的强度、耐冲击、耐腐蚀、耐热耐老化等特点。
传统的车用电池箱体使用钢板、铝合金等材料铸造，随着汽车轻量化的发展，SMC、RTM、PCM等成型工艺纤维增强复合材料和泡沫夹芯复合材料等轻量化材料被越来越多的使用。
其中m-PPE（改性聚苯醚）发泡材在新能源电池箱体使用上崭露头角，主要由于其具有以下优势：
01低比重，电池结构轻量化
聚苯醚塑料作为最轻的工程塑料。
基于聚苯醚的发泡工程塑料，其优秀的强度和重量比，是实现汽车轻量化的理想选择。
02优良的机械性能
PPE分子链中含有芳香环结构，分子链刚性较强，树脂的机械强度较高，高强度、高模量、耐冲击，且在较宽的温度范围内可维持较好的力学强度。
发泡PPE作为新能源电池结构/功能材料，耐冲击吸能效果好，避免电池包内部电芯在碰撞变形小，显著提升了电池包的安全性和可靠性。
03耐酸碱腐蚀
聚苯醚具有优良的化学稳定性，耐酸碱腐蚀，可满足电池壳体的使用环境。
04耐热耐老化
聚苯醚结构对称，含有大量的刚性的苯环，并且有较多的侧甲基，分子链刚硬，且无强极性基团，这些结构特征赋予了PPE树脂高的玻璃化转变温度和高的耐热温度。
05低吸湿，尺寸稳定性好，成型收缩率小
PPE为非结晶性树脂，主链中无大的极性基团，偶极矩不发生分极，在工程塑料中吸水率最低。改性聚苯醚低吸湿，尺寸稳定，低收缩率，成型收缩率0.3-0.5%，可减少装配误差，提升电池箱体的安装精度。
06高阻燃自熄性
阻燃性好，聚苯醚氧指数为29，属于难燃材料，具有自熄性，改性后阻燃可以达到UL94-V0级别，且符合禁用物质RoHS要求，环境友好。提升了新能源电池的安全性。
发泡后的PPE也满足UL94-V0阻燃级别（3mm厚度），且符合禁用物质RoHS要求。
此次，旭化成公司推出的轻量化高机能聚苯醚发泡材料SunForce™产品将会在FOAM EXPO旭化成展台展出。
SunForce™——提高动力电池工作效率及安全性的创新设计方案；
SunForce™是兼具m-PPE树脂和发泡颗粒特性的新材料。
SunForce™在新能源车优异性能，制图：新材料在线®
SunForce™具有高阻燃性，作为非卤化物系，获得了UL94 V-0认证阻燃等级；发泡材本身相对金属材料更轻，非常契合新能源车轻量化的趋势；不仅如此，SunForce™作为工程塑料发泡材，具有优秀的力学性能和隔热性，导热率为0.034W/m •K，可作为新能源车隔热件。
目前，SunForce™在电动汽车锂电池包的结构件、BMS外壳保护/支架等场景都有推荐设计方案，通过SunForce™设计可增强电池隔热，降低电池热管理能耗，更有效地提高动力电池工作效率。
另外，SunForce™可作为锂电池电气绝缘组件、间隙填充组件、缓冲防护组件的材料。
总体来看，SunForce™适用于新能源车动力电池PACK结构件的轻量化。
SunForce™在新能源车应用示意图
SunForce™的生产优势
SunForce™的原材料来自旭化成本企业生产的改性聚苯醚（m-PPE），这为发泡技术带来基础研究的优势。
SunForce™在生产加工过程中也为客户带来惊喜。
可批量化定制，可采用现有的成型工艺和设备来进行加工和生产，节约生产成本；
模具开发便宜，相较于注塑件，单个产品的模具均摊成本下降。
下一步—正向开发
旭化成在工程塑料拥有多年的技术沉淀，结合中国新能源车市场轻量化、节能减排的需求，围绕工程塑料与发泡技术，推出轻质发泡材料。
针对新能源车动力电池PACK场景，旭化成SunForce™的推进将分为两个阶段。
阶段1：利用SunForce™在轻量化和机械性能等方面的优势，对动力电池场景中传统的材料进行部分替换，目前已经有推荐方案。
阶段2：充分结合SunForce™特性，围绕电池场景需求，进行正向开发，目前已经和客户积极探讨未来创新动力电池设计方案。
另外，SunForce™不仅提供基于m-PPE树脂的发泡材料，未来将提供包括基于尼龙等工程塑料的发泡材料。
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