Применение и инновационное развитие жидкой силиконовой резины в новых энергетических транспортных средствах 

Жидкая силиконовая резина (LSR) стала основным материалом в области новых энергетических транспортных средств благодаря своей высокой термостойкости, устойчивости к химической коррозии, высокой герметичности и возможности точного формования, особенно в системе аккумулятора, электронном управлении двигателем, терморегулировании и других ключевых компонентах, играющих незаменимую роль.

I. Аккумуляторная система: двойная гарантия безопасности и производительности

1. Уплотнение и защита аккумуляторного блока LSR

LSR обеспечивает многослойную уплотнительную структуру для батарейного модуля посредством процесса литья под давлением, которая соответствует стандартам защиты IP68, предотвращает проникновение водяного пара и пыли, а также противостоит коррозии электролита. Например, в аккумуляторном блоке Tesla 4680 используются уплотнения LSR для обеспечения высокой надежности герметизации, а технология поточного вспенивания силикона (например, серия WACKER ELASTOSIL® LR 38xx) применяется для виброгашения элементов с мягкой упаковкой, поглощая вибрационные удары во время движения автомобиля.

Огнезащита и огнестойкость: покрытия из керамизированной силиконовой резины (например, новая силиконовая резина WACKER) образуют высокотемпературный керамический слой (способный выдерживать температуру более 1 000°C), когда батарея выходит из-под контроля, эффективно предотвращая распространение огня и значительно повышая безопасность транспортного средства.

2、Терморегулирование и теплопроводность

① Теплопроводящие наполнители зазоров: Теплопроводящие силиконовые резины WACKER серии SEMICOSIL® 96xx TC используются для соединения модуля батареи с системой отвода тепла. Они способны быстро рассеивать тепло и сохранять стабильные характеристики при температурах от -45°C до +180°C, а также совместимы с автоматизированными процессами нанесения покрытий.

②Облегченная конструкция: благодаря добавлению наполнителей, таких как стеклянные шарики, LSR снижает плотность, сохраняя при этом высокую теплопроводность (например, 0,88 Вт/м・K), что позволяет оптимизировать плотность энергии батарейных блоков.

3、Электрическая изоляция и безопасность

Высокая диэлектрическая прочность (>25 кВ/мм) и низкие диэлектрические потери LSR изолируют шины аккумулятора от металлического корпуса, предотвращая риск короткого замыкания и скачков напряжения, а также отвечают требованиям к изоляции высоковольтных жгутов проводов (системы 800 В).

II.Двигатель и электронная система управления: точная защита и эффективная работа

1、Уплотнение и изоляция двигателя

① Уплотнение концов и фиксация обмотки: ЛСР используется для уплотнения концов и выхода двигателя, чтобы предотвратить проникновение смазочного масла; в то же время, в качестве материала для обмотки, его характеристики отверждения при низком напряжении могут защитить прецизионные электромагнитные провода от повреждения вибрацией и повысить надежность двигателя.

② Температуростойкость: LSR может работать при температуре от - 60 ℃ до 200 ℃ в течение длительного времени, адаптируясь к высокотемпературной среде, возникающей при высокоскоростной работе двигателя.

2、Электронная защита модуля управления

Микросхемы и печатные платы в системах управления батареями (BMS) и контроллерах двигателей покрываются LSR для защиты от влаги, пыли и ударов. Например, серия ELASTOSIL® RT 76xx TC компании WACKER полностью погружает электронные компоненты в воду для поддержания стабильной работы в сложных условиях эксплуатации.

III. Система терморегулирования: точный контроль температуры и долговечное уплотнение

1、Уплотнение труб охлаждения

Уплотнительные кольца и прокладки из LSR используются для соединения охлаждающих труб батареи, а их устойчивость к коррозии под воздействием гликолевой охлаждающей жидкости и высокая эластичность обеспечивают отсутствие утечек при колебаниях температуры от - 40℃ до 150℃.

2、Термопроводящие интерфейсные материалы

Высокотеплопроводный ЛСР (например, SEMICOSIL® Paste 40 TC) заполняет зазор между нагревательным элементом и радиатором, заменяя традиционную силиконовую смазку, что позволяет добиться более эффективного теплообмена (теплопроводность > 1,5 Вт/м・К) и избежать высыхания материала.

IV. Система зарядки: надежное соединение и долговечность

1、Уплотнение зарядных портов

LSR используется для герметизации зарядных наконечников и бортовых зарядных портов. Его устойчивость к износу при вставке и извлечении (>10 000 раз) и устойчивость к дуге (выдерживает напряжение >10 кВ) обеспечивают безопасную зарядку, например, разъемы серии Molex ML-XT отлиты из LSR в единую деталь, что позволяет достичь степени защиты IP68.

2. Защита высоковольтных жгутов

Маслопроницаемые LSR (например, WACKER ELASTOSIL® LR 38xx) образуют смазочный слой на поверхности уплотнений жгутов, облегчая автоматизированную сборку и предотвращая ослабление интерфейсов высоковольтных жгутов за счет поддержания низкого уровня сжатия в диапазоне от -55°C до +210°C. LSR также подходят для использования с высоковольтными жгутами, например, с разъемами серии ML-XT.

V. Топливные элементы и водородные энергетические системы: коррозионная стойкость и инновации в области герметизации

1、 Уплотнение стека топливных элементов

Устойчивость LSR к проникновению водорода (проницаемость <0,1 см³/(м・ч・бар)) и химическая стабильность подходят для уплотнения биполярных пластин топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC), заменяя традиционную резину для продления срока службы.

2、Уплотнения оборудования для хранения водорода

Уплотнения клапанов баллонов для хранения водорода под высоким давлением 70 МПа изготовлены из перфторэфира, модифицированного LSR, который может противостоять водородному охрупчиванию при температуре от - 40℃ до + 150℃ и соответствует требованиям стандарта ISO 15869.

VI. Интеллектуальные и легкие инновационные направления

1、Интеллектуальные уплотнения

Уплотнения LSR, оснащенные гибкими датчиками, могут отслеживать изменения давления и температуры в аккумуляторном блоке в режиме реального времени, а алгоритмы искусственного интеллекта предупреждают о риске тепловой разрядки. Например, самочувствующие уплотнения, разработанные автомобильной компанией, достигли точности определения давления ±1%.

2、 Технология совместного литья под давлением из нескольких материалов

LSR и инженерные пластмассы (например, PA66) отливаются под давлением для создания интегрированных деталей. Например, торцевая пластина аккумуляторного блока модели BYD имеет композитную структуру из LSR и металла, что снижает вес на 20% и повышает ударопрочность.

3、 материалы на биологической основе и перерабатываемые материалы

LSR на биологической основе (содержащий 30 % возобновляемого сырья), разработанный Dow Chemical и другими компаниями, применяется для изготовления внутренних деталей, а съемные уплотнения (например, в аккумуляторном блоке Tesla) помогают перерабатывать батареи, снижая нагрузку на окружающую среду.

VII. Типичные случаи и технические параметры

Применение жидкой силиконовой резины в новых энергетических транспортных средствах расширилось от базовой герметизации до интеллектуальных и легких областей, а улучшение характеристик и технологические инновации (например, 3D-печать, самовосстанавливающиеся материалы) стимулируют отрасль к повышению безопасности и увеличению срока службы. В будущем, с ростом популярности твердотельных батарей, высоковольтных платформ 800 В и других технологий, стабильность LSR в экстремальных условиях (например, эластичность при сверхнизких температурах - 100 ℃) и быстрые процессы отверждения (например, LSR с УФ-отверждением) станут основными направлениями исследований и разработок.