杜邦交通與材料事業部在2021年4月21日開幕的“第十九屆上海國際汽車工業展覽會”(簡稱“2021上海車展”)上推出了多款成熟可靠的新型汽車電氣化解決方案。
盡管面臨新冠疫情的挑戰,但由于強勁的消費需求,全球電動汽車(EV)銷量仍在持續增長。為把握住這一增長趨勢,杜邦推出了創新材料與技術,以滿足消費者對安全耐用、性能卓越的可持續先進出行解決方案的需求。杜邦在本屆展會上重點推介下列解決方案:
這些大趨勢持續推動著混合動力汽車和純電動汽車平臺的創新。例如,熱管理和輕量化對提升汽車續航里程至關重要——這被公認為汽車OEM(原始設備生產商)成功的標志。杜邦的解決方案不僅有助于改善熱管理和實現輕量化設計,還能提升整車安全性和NVH性能。
熱管理是影響汽車續航里程的關鍵因素。在極高或極低的溫度下工作都會增加電池的負擔,從而降低電池效率并縮短續航里程。BETATECHTM熱界面材料有助于電池在汽車充電和運行期間保持最佳溫度,從而延長續航里程,并通過降低熱失控風險提高汽車安全性。BETATECHTM熱界面材料用在電芯和冷卻板之間,支持手工或自動涂覆。由于壓入力和抗拔力較小,電池能夠方便地進行維修或更換。BETAFORCETMTC雙組分導熱黏合劑可用于電池組組裝中主動式冷卻器與電芯或電池模組之間的粘接,并為電池組實現最高可達30 kg的減重效果。這些黏合劑還有助于顯著減少所需的部件數量,優化電池組設計的成本。此外,BETAFORCETMTC支持快速涂膠,適用于大批量生產。
高效的冷卻系統和可靠的傳感器對于熱管理和安全性來說同樣至關重要。例如,與橡膠冷卻管相比,由杜邦Zytel?PA612 LCPA制成的冷卻管實現了高柔韌性、高強度、高耐水解、輕量化和低流體阻力之間的完美平衡。
BETAMATETM結構黏合劑和BETAFORCETM復合材料黏合劑有助于實現輕量化車身結構和電池組件的設計和組裝。這些黏合劑可用于黏合不同的基材,包括高強度鋼、鋁、塑料、復合材料和碳纖維等。這些結構中連續的膠層能夠增加剛度和強度,從而提升安全性,同時還能取代采用機械緊固件的金屬結構,達到減輕汽車重量的效果,從而有助于延長續航里程。此外,連續的膠層還能減弱由焊接點和機械緊固件造成的異響和振動,從而改善NVH性能——這對于車內環境更為安靜的電動汽車來說尤為重要。
為滿足電動汽車動力傳動系統的要求,相關的塑料解決方案必須經久耐用,并在高壓應用中保持可靠。Zytel?和Crastin?橙色材料兼具高性能和增強的特性,適用于高壓端子、高壓連接器、匯流排、高壓開關與繼電器。此外,Zytel?和Crastin?還提供其他電氣友好型產品,可用于開關、連接器、ECU(電子控制單元)等復雜的傳感器系統和電子元件。這兩大產品系列專為提升元件的耐久性而設計,從而在不同溫度下確保更出色的可靠性、效率和連接性能。
杜邦高度重視創新、設計、采購和運營方面的可持續性。2019年,杜邦制定了雄心勃勃的2030年可持續發展目標,包括減少30%的溫室氣體(GHG)排放量,確保60%的電力來自可再生能源,并在2050年之前實現碳中和運營。杜邦致力于開發新型工藝和產品,或采用可再生原料,以提高生產運營效率,并融合循環經濟和設計安全性原則,達到減少廢物和排放的目的。具體實例包括以下幾個方面:
(1)新型BETASEALTM無底漆光面玻璃/油墨玻璃黏合劑可直接黏合在光面玻璃或油墨基材表面,無需清潔劑、底漆或活化劑。這樣就可以減少汽車玻璃裝配過程中的工序,從而降低能耗,并有助于滿足OEM廠商的耐久性規范以及壁障、側翻、頂部抗壓強度法規的安全要求。
(2)新型杜邦Delrin?RA均聚甲醛采用可再生原料制成,可用于實現更薄、更輕、更耐用的可持續部件設計。Delrin?RA可用于汽車的齒輪、安全約束系統、車門系統、緊固件和夾子。
(3)MEGUMTM水性特種黏合劑可實現高性能黏合,同樣彰顯了杜邦對可持續性發展的承諾。MEGUMTM對于橡膠與基材的黏合尤其有效,適用于汽車底盤和動力總成系統。
特別值得一提的是,杜邦BETAFORCETM助力奧迪首款全自動SUV——e-tron,緩解“里程焦慮”。該導熱結構不僅具有熱管理性能,而且優化電池包結構,助力汽車實現同級領先的續航里程,延長模組的使用壽命,提高整車性能。BETAFORCETM2800 TC的熱管理特性可幫助奧迪e-tron 95 kW·h電池包控制在25℃的最佳使用溫度,充電溫度控制在60℃以下。此外,該膠黏劑結合了較高的模量和伸長率,有助于確保電池和用于電池黏合組裝的基材能夠在汽車整車壽命期間的持續使用。除了運行更為安靜的電動傳動系統外,該黏合劑的減振性能對提高用戶舒適度也很重要。另外,BETAFORCETM2800 TC可在充電和使用中導熱,可優化全新奧迪e-tron的電池包,續航里程超過400 km,支持150 kW超快充電,使開車族擺脫“里程焦慮”的困擾。將黏合組裝的電池包安裝于乘客艙地板下,可減低重心以便駕駛操控。該黏合劑具有良好的切力變稀特性,可快速涂膠,從而實現高效生產。
另外,杜邦為阿斯頓·馬丁首款豪華SUV——DBX車型提供輕量化粘接解決方案。根據阿斯頓·馬丁的特定需求,杜邦量身定制了一套膠黏劑解決方案,在DBX車型的粘接設計中成功兼顧了結構性和彈性兩項特性需求。DBX車型總計使用了高達23 kg的杜邦輕量化膠黏劑,其中15 kg專用于結構性粘接。將所涂覆的膠黏劑展開,長度將達到277 m。可見,BETAMATETM和BETASEALTM對于確保DBX的車身剛度和出色駕駛操控性能至關重要。在應用方面,包括對開放時間和固化時間的要求,杜邦的技術使阿斯頓·馬丁能在新工廠中更容易使用BETAMATETM和BETASEALTM膠黏劑。連續的粘接線還有助于提高車輛耐久性和耐撞性,同時還能降低車輛的振動,提供更安靜的駕乘體驗。
在本次展會期間,杜邦宣布將投資約3 000萬美元在江蘇省張家港市新建一座生產廠。新工廠將生產面向汽車行業客戶的黏合劑產品,以滿足汽車電氣化和輕量化兩大發展趨勢。工廠將于2021年第三季度開始施工建設,預計將于2023年年初投產。
新生產設施位于張家港保稅區揚子江國際化學工業園內,旨在滿足市場對杜邦交通與材料事業部的先進黏合劑技術解決方案不斷增長的需求,其中包括以下產品:
(1)BETAFORCETMTC和BETATECHTM熱界面材料——為混合動力汽車和純電動汽車在充電和運行時的電池熱管理提供支持;
(2)BETAFORCETM復合材料黏合劑——用于電池密封與組裝;
(3)BETAMATETM結構黏合劑——用于汽車車身結構和電池粘接,可提升汽車的耐沖撞性能并減輕車身結構重量。
“這項投資彰顯了我們推動汽車電氣化和可持續發展的承諾,并將進一步鞏固我們在中國和亞洲市場的領先地位。”杜邦交通與材料事業部總裁石睿(Randy Stone)表示,“我們的先進解決方案因有助于汽車廠商向純電動汽車和混合動力汽車轉型而產生巨大的客戶需求,而新生產設施有助于我們更好地支持汽車行業的預期增長。”
新工廠將擁有先進的工藝能力、出色的產品質量、充足的產能以及尤為便利的交通運輸條件和物流優勢,以滿足區域市場的需求并提供技術支持,確保世界一流的客戶體驗。
此外,杜邦最近還在日本宇都宮新建了一座黏合劑生產廠,以支持汽車電氣化的發展。杜邦將在該工廠生產BETATECHTM熱界面材料、BETAFORCETMTC導熱黏合劑、BETAFORCETM復合材料黏合劑和BETAMATETM結構黏合劑。
杜邦交通與材料事業部為汽車、電子、工業、消費品、醫療、光伏和通信市場提供廣泛的科技產品和解決方案。通過在聚合物和材料科學領域的豐富經驗和專業知識,與客戶一起推動創新。杜邦的材料系統解決方案能夠滿足整個價值鏈中客戶最為苛刻的應用和環境要求。杜邦交通與材料事業部在北美、拉丁美洲、歐洲和亞太地區擁有多處生產和研發設施。