从上海FE赛事看EV胶黏剂材料的进步——陶氏“媒体日”参访有感

文摘   2024-05-31 08:01   广东  

    就在上个周末(5.25/26),阔别中国四年的FE电动方程式赛车终于在上海国际赛车场盛大举行。

做为捷豹TCS车队的材料方案合作伙伴,陶氏公司邀请了“胶我选”及多家汽车行业媒体出席了同期举行的“车库参访”活动。

原本以为这只是一次走马观花的参观,结果在与现场的专家深入交流之后才发现,原来FE赛车的技术升级与“胶黏剂”材料方案之间的渊源竟然如此之深!

5月24日捷豹TCS车队车库参访

比如在首届FE赛事举行的2014年,当时赛场上有一个颇为“奇葩”的现象——

只要FE赛车中途一进站,车手们就必须立刻跳将出来换乘到另一辆赛车才能继续比赛。

相较于F1赛车进站维护时的行云流水一气呵成,可以说这个环节的FE赛车完全丧失了观赏性!

之所以会有这个情况,一个很重要的因素就是当时电池的能量密度较低,为了控制车体重量,FE赛车GEN1就不得不牺牲了电量和续航里程;

但是要想像F1那样在站内对FE赛车进行快速充电又不太现实,因为过高的充电倍率会产生大量的热,就凭当时还比较有限的热管理技术水平根本无法应付!

其实这个情况我们从当年热管理材料巨头道康宁(后并入陶氏)发行的面向EV应用的“导热胶”产品手册也能得到印证——

https://www.generaladhesivos.com/catalogo-pegamento/dow-corning-silicone-for-electric-vehicles.pdf

在这份产品手册中,道康宁(陶氏)的导热胶产品线虽然已经覆盖了从电池模组到OBC的所有应用,但只要稍微留意就能发现,这些产品的导热率竟然最高也不过3.5W/m.K

之所以会有这个情况,一方面因为当时导热填料的技术瓶颈还没突破,需要付出很高的成本才能换来导热率的些许提升;

而另一方面则是EV、5G通信之类的发热大户在十年前还都不成气候,单从市场需求的角度来讲市面上也不会有太多高导热率的胶黏剂产品。

https://www.generaladhesivos.com/catalogo-pegamento/dow-corning-silicone-for-electric-vehicles.pdf

不过情况在那之后的十年里发生了天翻地覆的变化,先是过渡性质的GEN2赛车于2018年问世;

很快整体性能实现了重大突破的GEN3赛车又在2022年正式上线,也正因如此我们才在上海国际赛车场的跑道上见到了它的真容。

5月24日捷豹TCS车队车库参访

这款GEN3赛车最令人瞩目的技术升级就是它实现了高达600KW功率的超级快充,进站充电30秒即可获得4kWh的电量补充,按照GEN3电池电量38.5kWh来计算,这充电倍率就是足以让人惊掉下巴的12.5C

再加上这款赛车在输出功率动能回收等关键参数上都对GEN1和GEN2呈现碾压之势,所以它发热量也就水涨船高地远远超过了前两代车型!

https://www.fiaformulae.com/en/news/487147

不过此时的热管理问题对于FE赛车来讲已经不再是一个问题了,因为他们已经有了一群专业外援”来帮忙搞定一切。‍‍

比如捷豹TCS车队就在2020年开始与材料巨头陶氏建立了合作关系,到了2021年更是将其升格为官方材料科学合作伙伴

https://www.bangkokpost.com/thailand/pr/2192755/dow-joins-forces-with-jaguar-racing-to-develop-next-generation-ev-for-formula-e

至于陶氏为什么会被捷豹TCS车队选中,我们只要看一下他们近年来在高导热率胶黏剂产品上的布局就能略知一二了。

先借助“胶我选小程序将陶氏公开在售的导热率介于3.0~10.0W/m·K的导热胶都筛选出来👇

然后再将它们放进同一个坐标系,就可以很清晰地看到——

在FE赛事刚刚起步的2014年,其实陶氏也没有太多高导热的胶黏剂方案。

但也正是从那个阶段开始,适配于EV热管理应用的高导热产品就开始了井喷,以至于在短短数年内此类产品的导热率就提升了100%!可以说完美匹配了FE赛车升级迭代过程中的需求。

https://www.dow.com/en-us/market/mkt-mobility/sub-mobility-electronics.html

与此同时,陶氏又整合公司内各业条务线成立了服务于交通运输行业的MobilityScience™部门,在提升产品导热率的同时,还源源不断地开发出“热管理+轻量化”、“热管理+结构粘接”、“热管理+电磁屏蔽”等适配多种复合应用场景的胶黏剂方案。

而这些又恰恰是FE赛车持续提升性能不可或缺的技术资源!

陶氏公司MobilityScience™

具体就以车体的“轻量化”为例,当年GEN3赛车的重量从前两代的900kg降到了840kg,结果这区区的6%的减重竟然被官方作为一个重大技术升级来大加宣传。

由此我们就能看出车体的“轻量化”对于FE赛车来说有多重要了!


https://www.fiaformulae.com/en/news/487147

那么针对这项诉求,陶氏MobilityScience™部门开发了诸多兼顾热管理轻量化的导热胶方案。

此类方案的的难点在于产品的导热率往往与填料的添加量成正比,因此能够有效解决FE赛车热管理问题的导热胶必然都不会太轻。

不过这对于陶氏来说显然并不是问题,他们已经面向EV应用成功开发出了多款导热率更高但是密度更低的产品,对于追求极致推重比的FE赛车来说,这样的性能无疑有着致命的吸引力!

陶氏公司MobilityScience™的DOWSIL™ TC-5515 LT

当然,作为材料领域的头部厂商,陶氏能提供给FE赛车的不仅仅是热管理材料方案

他们还基于聚烯烃、聚氨酯、丙烯酸、特种化学品和有机硅材料为捷豹TCS车队开发出了包括粘合剂可持续性EMI屏蔽等众多创新性的产品方案!

陶氏公司MobilityScience™

毫不夸张地说,在陶氏专业解决方案的助力之下,捷豹TCS车队新一代FE赛车实现了更轻的重量、更长的续航里程、更佳的舒适性、更可靠的安全性和更少的碳足迹。

当然,还有更加优异的比赛成绩!

5月24日捷豹TCS车队车库参访

回顾FE赛事举办的这十年,FE赛车实现了快速迭代,而胶黏剂材料的性能也取得了巨大的进步!这二者之间的故事完美演绎了何为相辅相成与彼此成就。

至于究竟是应用技术激发了胶黏剂材料的进步,还是胶黏剂材料技术的进步支撑了应用技术的发展,谁又能给出一个明确的答案呢?


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