“塞拉尼斯的聚合物家族非常廣泛，擁有包括尼龍、彈性體、聚甲醛、聚酯類等在內(nèi)的產(chǎn)品，還有高溫LCP、高溫尼龍、PPS產(chǎn)品等，它們都廣泛應(yīng)用于新能源汽車的電驅(qū)系統(tǒng)里?！比崴垢呒墤?yīng)用開發(fā)工程師王榮向第三屆xEV驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)暨產(chǎn)業(yè)大會的嘉賓們介紹。

作為一個原材料供應(yīng)商對電驅(qū)系統(tǒng)又是如何理解的呢？電機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢比如集成化，它帶來更高的功率/密度，同時油冷需要更高的熱管理效率以及更高的效率，也就是更高的系統(tǒng)電壓。另外行業(yè)內(nèi)目前對新材料的解決方案呼聲也很大，比如希望用塑料取代鋁合金，用塑料做控制器的蓋板等。

塞拉尼斯很早就在關(guān)注新能源汽車這個行業(yè)，我們著重關(guān)注五個方面：電池系統(tǒng)、高壓連接器、電機(jī)、熱管理和電力電子。目前，在電驅(qū)系統(tǒng)中，從高壓相關(guān)零件到冷卻系統(tǒng)、信號處理、轉(zhuǎn)子磁鋼包膠都有用到塞拉尼斯的產(chǎn)品。

塞拉尼斯擁有非常完備的產(chǎn)品體系，如PPS,PPA,PA等產(chǎn)品擁有完備的測試數(shù)據(jù)，能耐受極嚴(yán)苛的環(huán)境，具有非常高的可靠性，優(yōu)異的高溫絕緣性和耐冷熱沖擊性能。同時，我們還有一系列完備的無鹵阻燃材料體系可供客戶選擇。未來，我們會有更多的創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用于新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)中。

以下是演講實錄。

各位新能源電驅(qū)行業(yè)的從業(yè)者，上午好！非常榮幸今天有這樣一個機(jī)會在NE時代的會場給大家分享我們?nèi)崴棺鳛橐粋€化工企業(yè)，一個工程材料解決方案的提供商，在新能源汽車電機(jī)電控上的一些解決方案。

我是王榮，是2020年加入塞拉尼斯的，目前主要負(fù)責(zé)新能源電驅(qū)系統(tǒng)的材料相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)工作。今天我分享的主題主要有四個：一是塞拉尼斯公司簡介。二是塞拉尼斯作為一個原材料供應(yīng)商，我們對電驅(qū)系統(tǒng)是怎么理解的。三是我們成熟的解決方案的介紹。四是塞拉尼斯技術(shù)支持力量。

塞拉尼斯簡介

在座各位更多的可能是做電驅(qū)系統(tǒng)開發(fā)、電子件或系統(tǒng)集成的，對工程塑料、化工，對塞拉尼斯可能不是很熟悉。塞拉尼斯是總部在達(dá)拉斯的化工企業(yè)，在全球27個國家擁有50多個自營和運營的工廠，集團(tuán)業(yè)務(wù)主要以工程材料和乙?；鶚I(yè)務(wù)兩大類業(yè)務(wù)為主。

工程材料就是大家經(jīng)常聽到的尼龍、PPS這類的產(chǎn)品，2022年我們工程材料事業(yè)部完成了40億美元的銷售額，整體業(yè)務(wù)領(lǐng)域覆蓋了汽車、電子電氣、工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域。塞拉尼斯的聚合物家族非常廣泛，擁有非常廣泛的產(chǎn)品組合，包括尼龍、彈性體、聚甲醛、聚酯類的產(chǎn)品，和高溫LCP、高溫尼龍、PPS產(chǎn)品等，都廣泛應(yīng)用于新能源汽車。

在接下來一段時間里，我們擁抱行業(yè)的變化，會專注市場上目前涌現(xiàn)出來的新的領(lǐng)域。比如今天有幸在這里和大家探討的汽車與電動汽車上的電驅(qū)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

電機(jī)電控應(yīng)用市場發(fā)展趨勢

非常有幸，今天在會場里聽了很多專家的分享，我們?nèi)崴?/span>作為一個原材料供應(yīng)商，緊緊擁抱發(fā)展趨勢，今天把我們的理解跟大家做個分享。

這是新能源汽車動力總成的架構(gòu)。包括驅(qū)動電機(jī)、控制單元，包括電機(jī)控制器還是DC-DC、ODC這類，包括電池包，然后線束、電纜、高壓連接器等。塞拉尼斯在電驅(qū)系統(tǒng)里，我們目前重點開發(fā)的還是三合一的系統(tǒng)，顧總剛才講到了多合一，目前從批產(chǎn)來說還是三合一的應(yīng)用在市場上得到了更廣泛的應(yīng)用，塞拉尼斯在電機(jī)、控制器和減速箱部分，都有很多工程塑料在廣泛應(yīng)用。

電機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，塞拉尼斯非常感謝行業(yè)內(nèi)的同仁給我們的信息，我提供了我們自己的一些理解。比如集成化，它帶來更高的功率/密度，同時油冷需要更高的熱管理效率，以及更高的效率，也就是更高的系統(tǒng)電壓。目前行業(yè)里很大的呼聲，就是希望有更新的材料去應(yīng)用于電驅(qū)領(lǐng)域，比如用塑料取代鋁合金，做控制器的蓋板。針對目前行業(yè)的發(fā)展趨勢，作為工程塑料的一個解決方案提供商，我們怎么理解這些發(fā)展趨勢？

第一，更高的功率/密度，其實就是更高的集成度，它會帶來相對比較緊湊的空間、比較高的溫升。我們認(rèn)為，在這樣的環(huán)境里，工程塑料絕緣材料需要更高的耐熱、無鹵體系和更高的抗冷熱沖擊的能力。我們的解決方案就是增韌的PPS產(chǎn)品，無鹵阻燃的PA產(chǎn)品，電氣友好規(guī)格的PPA。

第二，更高的熱管理效率。使用油冷的環(huán)境，出現(xiàn)在油冷環(huán)境里，所有的絕緣材料都需要耐ATF油品和耐冷卻液。塞拉尼斯針對這個需求，我們提供了主流的一個解決方案，就是耐水解、耐油的PA66產(chǎn)品，包括一些同仁做油環(huán)會選擇激光焊接的方案，可能需要激光焊接能力的PA66產(chǎn)品，還有PPS產(chǎn)品。

第三，目前大家關(guān)注度非常高的高電壓的體系，現(xiàn)在有800V，未來可能會有大于900V的環(huán)境出現(xiàn)。這樣一個環(huán)境里，絕緣材料的CTI等級是IIIa的，同時需要保證絕緣材料，包括濾波器組件能在高溫情況下有非常好的電氣絕緣性能。我們?nèi)崴菇o大家推薦的方案主要是高溫系列的材料，比如PPS產(chǎn)品，電氣友好規(guī)格的高溫尼龍產(chǎn)品。

第四，用于電驅(qū)升級的先進(jìn)材料技術(shù)，這個相對還處在前期的討論階段，有些資料也不方便在今天的會場展示。目前我們收到的主流的需求是用EMI塑料取代鋁合金做控制器的蓋板，甚至做殼體類的一些工作。關(guān)于絕緣材料，在電機(jī)上使用更多的是絕緣紙，現(xiàn)在一些客戶向我們提出需求，希望我們采用熱塑性的材料，比如我們LCP的方案。寶馬某款車上，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)使用的是無磁條的轉(zhuǎn)子，線圈骨架使用的就是LCP的材料。還有軸電的方案，目前業(yè)內(nèi)接觸更多的可能是疏通這樣的方案，用導(dǎo)電環(huán)這類的方案，因為陶瓷軸價格相對比較貴，作為工程塑料的解決方案供應(yīng)商，我們正跟行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)者在探討使用我們絕緣材料去解決軸電流問題的方案的探討。

針對客戶的需求和趨勢，我們?nèi)崴共蹲降搅丝蛻魧^緣材料應(yīng)用的痛點。我們總結(jié)了電機(jī)電控系統(tǒng)中的絕緣材料四大挑戰(zhàn)：

1.介質(zhì)的耐受性。油冷的出現(xiàn)，所以需要材料有非常好的介質(zhì)耐受性。

2.高溫下的電氣絕緣性。各位使用我們工程塑料材料時，可能會拿到一份物性表，大部分都是常溫的，工程塑料在常溫的條件下的電氣絕緣性能都非常好。但在上升到高溫環(huán)境以后，擊穿電壓會衰減。

3.顏色和無鹵阻燃。因為現(xiàn)在都是高壓體系，更多的時候大家希望能提供警示色的一個材料，比如橙色，以及無鹵阻燃材料。

4.絕緣材料抗冷熱沖擊性能。匯流排包括其他的零件都是裝在電驅(qū)系統(tǒng)里以后長周期使用的，需要經(jīng)歷高低溫的交變，如果高低溫環(huán)境下，它開裂了，可能造成設(shè)計的電氣間隙不夠，可能造成一些提早的失效。

塞拉尼斯工程材料在電機(jī)電控應(yīng)用上的一系列解決方案

我們很早就在關(guān)注新能源汽車這個行業(yè)，主要關(guān)注五個應(yīng)用領(lǐng)域：電池系統(tǒng)、高壓連接器，還有電機(jī)、熱管理和電力電子。今天重點分享電機(jī)和電力電子材料解決方案部分。

塞拉尼斯的解決方案來源于我們非常廣泛的工程塑料的產(chǎn)品組合。這張圖是經(jīng)典的熱塑性塑料的塑料三角形，從高低，最耐高溫的LCP、PPS產(chǎn)品、高溫尼龍產(chǎn)品包括尼龍產(chǎn)品或PPS產(chǎn)品，塞拉尼斯幾乎做到了全覆蓋，我們是目前行業(yè)里工程塑料產(chǎn)品組合覆蓋面最廣的一個企業(yè)。

有了這樣一個工程塑料的產(chǎn)品組合以后，我們針對客戶的需求、客戶的痛點和行業(yè)挑戰(zhàn)，我們做了以下工作幫助客戶安全放心使用我們的材料，以達(dá)到可靠性的要求。針對四個挑戰(zhàn)，我們內(nèi)部做了很多的測試：

第一是關(guān)于介質(zhì)的耐受性。我們有非常多的材料是經(jīng)受過高溫情況下ATF油老化的，比如高溫尼龍產(chǎn)品Zytel? HTN PPA產(chǎn)品系列、Crastin? PBT產(chǎn)品以及Fortron? PPS。這是PPS產(chǎn)品在美孚某款油做了180天150度環(huán)境下的浸泡測試，機(jī)械性能的保留非常高，包括尺寸的變化率，都非常的低。所以我們可以給大家提供強有力的可靠性的保證。我們還有一款橡膠類的產(chǎn)品Vamac? AEM產(chǎn)品，油品介質(zhì)中有非常好的耐受性，作為油環(huán)密封圈是一個非常好的材料，而且跟氟膠比，工作溫度從負(fù)40度開始，而氟膠是負(fù)30度開始，我們可以到160度，而且成本比氟膠低很多，ATF油耐受度1008小時、150度，有非常好的保留率。

第二，高溫的電氣絕緣性能。正常拿到的PPS和尼龍類產(chǎn)品的物性表，常溫就是23度，大部分的工程塑料的絕緣性能都是非常優(yōu)異的。但高溫下，會有比較明顯的變化。塞拉尼斯做了一個比較全的測試，針對我們高溫材料，比如PPS產(chǎn)品，220度的環(huán)境下做測試，在交流端的擊穿電壓沒有下降，這非常關(guān)鍵。正常定子使用溫度在180-200之間，油冷可能165。所以在這個環(huán)境下還可以保證一個非常好的電氣絕緣性能，對可靠性是非常好的一個保證。同時針對尼龍產(chǎn)品，電氣友好規(guī)格的產(chǎn)品在高溫情況下電氣性能表現(xiàn)也優(yōu)于普通規(guī)格的。電氣友好性能，我們會用EF標(biāo)識表示電氣友好，左邊的圖上可以看到，我們電氣友好規(guī)格的尼龍產(chǎn)品過了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度點以后電氣擊穿電壓是沒有下降的，有一個很好的提升的作用。

第三，就是無鹵和橙色規(guī)格的需求。無鹵大家聽了比較多了，材料阻燃體系有無鹵有有鹵等，無鹵體系會有比較多的優(yōu)勢，比如環(huán)保，密度相對比較低，電氣絕緣性能好。關(guān)于電氣絕緣性能，舉個例子，比如尼龍材料，如果使用了有鹵阻燃尼龍，CTI值基本250到300V，但無鹵可以做到600V，同時加工過程中不容易出現(xiàn)氣孔，整體結(jié)構(gòu)電氣擊穿強度非常穩(wěn)定。關(guān)于橙色的需求，目前市面上不管尼龍的還是PBT的，產(chǎn)品非常多，但很多產(chǎn)品的顏色在高溫或加工過程中，會出現(xiàn)顏色的偏移。塞拉尼斯的Crastin? PBT產(chǎn)品和Zytel? PA尼龍產(chǎn)品，經(jīng)過140度、1000小時以后的老化，顏色的德爾塔E可以控制在3左右。還有無鹵阻燃適配性的需求，AEM作為密封類的橡膠產(chǎn)品，跟無鹵阻燃材料接觸時有非常好的耐受性，無鹵阻燃的鹵素會有一定的析出，跟這類尼龍材料接觸的橡膠類產(chǎn)品會腐蝕，會影響橡膠件的密封性，可能變硬，氣密性達(dá)不到要求。我們Vamac? AEM跟不同的尼龍產(chǎn)品接觸以后，壓變能力有非常高的保留率。所以，歡迎大家選用AEM材料作為設(shè)計所需要的密封件材料。19號展臺我們有電機(jī)的接線座，使用的就是塞拉尼斯的AEM產(chǎn)品。

最后是抗冷熱沖擊需求。塞拉尼斯從2020年開始，花了接近兩年時間研究新能源行業(yè)冷熱沖擊開裂問題，工作中我們形成了對冷熱沖擊的一些機(jī)理的理解，同時對一些工藝參數(shù)做了很多的DOE的研究，可以給客戶進(jìn)行分享。我們研究發(fā)現(xiàn)，我們增韌的PPS產(chǎn)品在抗冷熱沖擊方面，有非常大的優(yōu)勢，1140T4可以做到1500個循環(huán)，是魯棒性非常高的一個材料解決方案。針對電驅(qū)系統(tǒng)里的匯流排產(chǎn)品，因為結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，會有非常多的熔接線，我們推薦大家選擇我們增韌系列的Fortron? PPS產(chǎn)品。

以上是塞拉尼斯針對四大挑戰(zhàn)我們展現(xiàn)給客戶的一些思考和解決方案，以及解決方案背后的測試。這些測試和思考帶來的產(chǎn)出，就是塞拉尼斯目前工程塑料在電驅(qū)系統(tǒng)里非常廣泛的應(yīng)用案例。這里我分了四類。

第一個是跟高壓路徑相關(guān)的零件，主要是嵌件注塑類的產(chǎn)品，從高壓連接器到濾波器的支架、直流母排，包括功率半導(dǎo)體的殼體，包括碳化硅壓板，都有用到塞拉尼斯的產(chǎn)品，包括定子端的母排，需要耐油耐高溫。我們的解決方案主要是解決四個挑戰(zhàn)，主要是增韌系列的PPS，比如1140T4，電氣友好規(guī)格的Zytel? HTN51G35EF。下面是關(guān)于油冷系統(tǒng)新的零件的需求，油冷系統(tǒng)里會有兩套冷卻系統(tǒng)，一個是油的通路一個是冷卻液的通路，所涉及到的跟工程塑料相關(guān)的零件，特別是分油環(huán)，包括冷卻水管相關(guān)的方案，針對這類需求塞拉尼斯的材料推薦方案主要是根據(jù)客戶提出的耐ATF油和耐冷卻液的需求，給客戶提供耐油耐水解的尼龍產(chǎn)品，比如第三代耐水解尼龍，還有Zytel? 70G30HSLR。目前油環(huán)這個產(chǎn)品在2022年有了一些新的變化，我們跟一些合作伙伴選擇PPS產(chǎn)品作為油環(huán)零件，設(shè)計公差可以做到正負(fù)0.3以內(nèi)，比尼龍低30%，是一個比較好的補充。還有信號處理的零部件，特別是旋轉(zhuǎn)變壓器，我們很早就有很多合作案例使用我們的尼龍產(chǎn)品，但進(jìn)入油冷體系里以后，旋轉(zhuǎn)變壓器也會直接曝露在ATF油里，包括信號傳輸?shù)牡蛪哼B接器，很多客戶發(fā)現(xiàn)原來選用的產(chǎn)品不能耐受浸泡，所以去年開始有很多合作伙伴開始問我們拿一些耐ATF油性能的材料，比如PPS產(chǎn)品、高溫尼龍產(chǎn)品，都是非常好的一個補充。最后一個應(yīng)用案例是轉(zhuǎn)子磁鋼的包膠，目前業(yè)內(nèi)大家選擇更多的是環(huán)氧類的產(chǎn)品，還有選擇機(jī)械固定，還有一類是選擇用工程塑料做注塑固定的方案，這個方案解決辦法，塞拉尼斯主要是提供尼龍類的產(chǎn)品。塞拉尼斯在2021年針對水冷體系提供的尼龍產(chǎn)品是耐熱規(guī)格的，2022年我們跟客戶接觸時，因為油冷出現(xiàn)，我們提供的尼龍都是給客戶做過耐油測試的，比如Zytel? 70G35HSLRA4，目前在業(yè)界已經(jīng)有成功的應(yīng)用案例。

我們在1號會場門后有展臺，19號是我們?nèi)崴沟恼古_，有一些實物樣品，大家有興趣的話歡迎到展臺做交流，可以看看匯流排、油環(huán)的應(yīng)用實例。

我們?nèi)崴鼓芙o客戶提供可靠性的方案和應(yīng)用案例，為什么我們能做到？背后的原因是，除了在前端的市場銷售人員和產(chǎn)品，我們還有非常強大的技術(shù)支持力量在背后給客戶提供一站式的本土化服務(wù)。塞拉尼斯目前在全球很多地方都有非常完備的研發(fā)中心，比如上海，我們在張江有個完備的工程實驗中心，可以給客戶提供非常完備的一站式的技術(shù)支持，包括根據(jù)客戶需求，如果需要我們做新產(chǎn)品開發(fā)，我們在上海在本地就可以做。我們還有完備的CAE的團(tuán)隊，可以做結(jié)構(gòu)強度、電磁屏蔽仿真等。同時有相當(dāng)豐富的加工實驗室，測試相關(guān)的實驗室。作為一個工程材料廠商，我們投資了半消音室和三綜合的振動臺，如果大家有興趣，歡迎大家到我們張江實驗室參觀。

我們的一站式解決方案，最主要的是從產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)到產(chǎn)品仿真驗證全流程的支持，包括客戶新的需求，包括以塑代鋼的設(shè)計，客戶提出概念設(shè)計、我們跟客戶一起設(shè)計一起優(yōu)化。然后有一些加工方面的支持，幫助客戶做前期A樣的產(chǎn)品的打樣和加工，再到仿真分析，包括先進(jìn)的實驗中心做完備的測試。正是基于完備的測試，塞拉尼斯完成了業(yè)界第一個電驅(qū)系統(tǒng)使用塑料支架的方案。

我們CAE仿真，能形成一些分析的能力，包括動態(tài)的碰撞分析，流體力學(xué)、耐疲勞與耐久，電磁學(xué)等，在本地我們都已經(jīng)形成了比較完整的能力的建立。

最后是關(guān)于冷熱沖擊的研究，過去我們花了兩年時間做了冷熱沖擊的分析，我們自己有冷熱沖擊的測試的能力，有相對比較完備的冷熱沖擊的分析數(shù)據(jù)，耦合的熱力學(xué)分析方法，和以耦合的分析去預(yù)估冷熱沖擊以后零件大概的失效的位置在哪里。

以上的技術(shù)支持服務(wù)都是免費給各位客戶提供的，前提是和我們?nèi)崴挂黄鸸餐献黜椖俊?/span>

總結(jié)一下，塞拉尼斯擁有非常完備的產(chǎn)品體系，如PPS,PPA,PA等產(chǎn)品擁有非常完備的測試數(shù)據(jù)，能耐受非常嚴(yán)苛的環(huán)境，具有非常高的可靠性，優(yōu)異的高溫絕緣性和耐冷熱沖擊性能。同時，我們還有一系列完備的無鹵阻燃材料體系可供客戶選擇。未來，我們會有更多的創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用于新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)中。

以上就是我的分享。這里是我們?nèi)崴沟墓娞?，如果大家有關(guān)于工程材料方面的任何問題，相信都可以在這個公眾號上找到一些解決方案和答案，當(dāng)然也可以通過公眾號找到塞拉尼斯，和我們?nèi)〉寐?lián)系。謝謝大家！

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