自動車産業は1世紀に一度大きな変化を起こっています。ネットワーキング、自動化、共有、電化という「新しい4つの近代化」はたまらないものです。
世界中を見渡すと、ダイムラー、フォルクスワーゲン、アウディ、BMW、フォード、ベントレーなどの企業が電気自動車の変革とアップグレードを積極的にレイアウトしています。
中国では、国務院が発表した新エネルギー自動車産業開発計画(2021-2035年)は、2025年までに新エネルギー車の販売台数は新車の総販売量の約20%に達すると指摘している。この計画は、ブースターを再生するために、上流および下流の業界チェーンの新しいエネルギー車両です。
ディーゼル機関車が電気自動車に変わった後、旧エンジンと燃料部品は存在しなくなり、電気、電子部品、バッテリー部品を交換する。部品の材料特性に関する新しい要件も示されます。
01 LCPシェルにより、インテリジェントパワーモジュールを小型化
例えば、新しい電力制御ユニット(PCU)は、バッテリから駆動モータの電圧に電圧を変換することができます。一定速度で運転し、巡航制御によって加速する場合、モータの駆動力を調整することができます。
新しい電源制御装置 (PCU) の中核部分は、インテリジェント・パワー・モジュール (IPM) です。この IPM シェルのサイズによって、PCU 全体のサイズが決まります。ホンダの自動車部品サプライヤーである京ヒンは、IPM部品の技術革新を通じてPCUの小型化を達成しました。
インテリジェントパワーモジュールの「シェル」に対しては、耐熱性、絶縁、はんだ付け、接合、ゲルシールの機能があります。これらの要求を満たすためには、使用される樹脂材料は、高い耐熱性、絶縁不良強度、材料強度、成形時の流動性、低いアウトガス特性を有する必要があります。
特に耐熱性について、シェルを含むIPM製造工程では、はんだ付け工程を経なければならないが、樹脂の表面温度が非常に高く、使用される樹脂材料は耐えうる必要がある。バオリプラスチックス株式会社のLCPラペロスS135は、IPMの小型化と高出力を実現するために、京ヒン社によって最終的に選ばれた。
IPMシェルの場合、一方では、大きなサイズではなかったラペロスLCP樹脂の成形品です。同時に、IPM シェルの精度要件は、これまで使用されているコネクタなどの小さな精度コンポーネントの場合とほぼ同じです。また、IPMシェルには、バスバー銅シートが互いに十字架につけられた無数のバスバー銅シートがあり、樹脂はこれらの十字架の銅シートネットワーク上で覆われており、金属との複合材料はバインダーを使用せずに組み合わせ成形の要件を満たす必要があります。
LCP製品は融着強度の問題に直面しています。IPMの製造工程では、加熱時に溶融部が割れないようにする必要があります。ポリプラスチック企業のTSC(技術ソリューションセンター)が提供する流量解析データは、この問題を解決する上で大きな役割を果たしてきました。実際のところ、大きなLCP部品の累積データは非常に小さく、ニーズを十分に満たすことは困難です。しかし、京ヒン社と成形加工工場は、ポリプラスチック企業の3社と共に、データ共有の役割を果たし、最終的に融合力の問題を克服し、製品の開発に成功しました。
02 自動運転用高速・高周波トランスミッション部品の需要が高まっています。
一方、自動運転用のADAS(先進運転支援システム)の部品も増加しています。
自動運転レベルは、SAE(自動車技術者協会)の定義に基づいています。L2(部分的駆動オートメーション)の下のレベルはADASに属し、L3の上のレベルは自動運転に属しています。L2はすでに市場で入手可能です。言うまでもなく、車を運転するには、ドライバーが「認識、判断、操作」を行う必要があります。Adasは、さまざまな部分の操作を通じてこれらのアクションを部分的に置き換えました。大きく分類されている場合、「視覚認識」はセンサーに対応し、「判断」はECUに対応し、アクチュエータに対応する「動作」といえます。また、センサや各部をつなぐ通信網では認識できない部品を支える通信機器も重要な役割を果たしています。
アダスの構成要素は、周辺地域を監視するセンサー、アクションを実行するアクチュエータ、車両間または車両とインフラ間の通信機器、および判断を行うECU(電子制御ユニット)で構成されています。また、ADASの高度な開発に伴い、各部品で送受信されるデータの量が増加し、高速通信が不可欠になっています。今後、5g通信のさらなる拡大に伴い、高速伝送部品や高周波伝送部品も増していくことが期待されています。
ADASの開発により、一部のアクチュエータ部品の制御機能は自動で行われるため、関連製品は高い信頼性を持つ必要があります。そのため、電源と信号回路を2つのシステムに分割するなど、設計の冗長性にますます注目が集まってきました。この種の変更は、過酷な環境でアクチュエータ部品が設置されている場合でも、彼らが失敗することはできません、信頼性に非常に高い要求を出しています。これらの部品に使用される樹脂も高い信頼性(長寿命)を必要とします。
03 加水分解耐性PBTは、アクチュエータ部品の過酷な適用環境を満たすことができます
車両の下に設置された部品が路面に近い場合、路面に水、融雪剤、油が露出します。また、エンジンやモーター等の高温部品に近いため、高温に遭遇します。これらの環境要因により、多くのアクチュエータ部品は耐熱性の高いPBT、優れた耐薬品性、吸水特性の変化が少ないPBTを選択します。
デュラネックス330hr、531hsおよび532arポリプラスチックは、この過酷な環境に耐えることができ、優れた耐久性(加水分解抵抗)を有する材料である。
報告によると、車両下の環境温度は非常に高く、金属部品が錆びやすい環境に属する水と融雪剤と接触します。鉄は腐食や錆だけではなく、錆びるとアルカリ性物質も生成します。樹脂部分とのこのアルカリ性物質の接触は樹脂中の亀裂(応力割れ)を引き起こす可能性があります。この種の応力割れを防ぐためには、次のいずれかの対策を講じる必要があります: (1) アルカリ耐性樹脂を使用します。(2)金属の腐食防止対策を講じる。グレード532arはアルカリ性物質に耐性があり、金属の錆液が樹脂部分に接触しても応力割れを起こすことは容易ではないので、車両下に設置された部品に非常に適しています。
04 デュラネックス?PBT 750am の難燃性と寸法安定性
車両の電動化に伴い、難燃性樹脂の要求は年々増加しています。高電圧を生み出すモーター、電池、充電部品には多くの難燃性樹脂が使用されています。また、近年ではv2x(車両からすべてに)のデータ通信機器にも難燃性樹脂が使用されています。V2xは、自動運転(SAE L3以上)の実用化に必要な機能です。今後、この機能を搭載する車両が増え続ける見込みです。エンジニアリングプラスチックは、データ通信機器のケースとコネクタに使用されます。難燃性に加えて、これらのエンジニアリングプラスチックは、車両環境で高い耐久性と高い寸法精度を必要とします。
●ポリプラスチック製品であるDuranexは、難燃性材料認証(UL規格でV-0)のグレードを取得し、多くの車両部品に採用されています。特にデュラネックス750amは、車両環境で高い耐久性を持っています。また、シェルやコネクタ形状を安定化させる機能が追加され、近年難燃剤を必要とする自動車部品にますます人気が高まっています。
ポリプラスチックによると、デュラネックス750amは、自動車業界が求める完全な耐久性と高い形状安定性を有し、EV、HEV部品、通信機器などに非常に適しています。
