7月12日-13日,“2018中國汽車輕量化產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在上海隆重舉行,論壇以“新技術、新材料、新工藝“為主題,旨在降低汽車自身重量同時提高輸出功率、降低噪聲、提升操控性和安全性,并對汽車輕量化政策趨勢發(fā)展、整車輕量化平臺化設計方案、關鍵零部件輕量化技術開發(fā)及汽車輕量化多材料應用及成本控制分析等問題展開探討。
LG化學工程塑料技術總監(jiān)黃善佑
LG化學工程塑料技術總監(jiān)黃善佑著重介紹了工程塑料在新能源汽車動力電池上的發(fā)展應用,以下是演講實錄(有部分刪減):
大家好,今天我們介紹一下LG跟LG電池還有電池方面使用的材料這三個部分簡單介紹一下,我是2003年進入這個行業(yè),我們公司1947年設立的,今年是71周年。一開始的時候我們LG是做化妝品的,化妝品的外殼是塑料件,塑料件開裂以后我們會長決定自己做會料。我們LG集團是化學公司有26個,還有LG電子15個,通訊有29個公司。其中我在工作的是LG化學,分五個部門Basic、Materiasl&Chemicals、Energy Sdution等部門,LG化學基礎材料塑料部分還是最大的,塑料部分有七個事業(yè)部。LG集團集中開發(fā)汽車材料,主要是ABS和工程塑料,我們ABS產(chǎn)量200萬噸全球第一名。還有電池也是我們現(xiàn)在差不多還可以的。我們做材料的時候最近由于原材料的價格波動太厲害,改性PC還有尼龍我們努力增加一下原材料,最近的產(chǎn)品改進以后公司產(chǎn)品的競爭力估計原材料好控制一下,以后才能跟其他的競爭對手可以競爭。現(xiàn)在Naphtha到最后的產(chǎn)品,這邊圖片上看到的都是我們自己做的。
再加上下面我們也在努力碳納米管也在生產(chǎn)400噸一年,接下來準備做碳纖維還有PPS,其他原材料我們集團為了加強產(chǎn)品的競爭力原材料方面也在努力加強。產(chǎn)品也像其他競爭對手一樣各個材料都有,原材料PC我們自己有17萬噸,還有2020年會再擴大到30萬噸。第二個PBT自己有聚合工廠,還有TPE、ABS還有接下來PPS也在準備。只看工程塑料看亞太地區(qū)中國東南西北四個工廠,還有今年印度5月份開始投產(chǎn)的,還有明年5月份越南那里開始投產(chǎn)的,還有33000噸的歐洲波蘭那里有工廠,2020年在北美墨西哥那里有計劃投產(chǎn)。因為做汽車的時候,亞太地區(qū)全球差不多50%5000萬臺左右在生產(chǎn),還有北美那里差不多生產(chǎn)1200萬臺,但是北美需求量是2000萬臺,差不多700-800萬臺從亞太地區(qū)進口,亞太地區(qū)是55%,5000萬臺左右。全球汽車來看亞太還有歐洲,還有北美這三個地方是最重要的,所以我們生產(chǎn)基地也是按這個市場來跟著客戶在走。
中國四個工廠還有華東有2萬噸的工廠在寧波,70萬噸、85萬噸的ABS工廠總產(chǎn)量是92萬噸的工廠在生產(chǎn)。為了加強汽車工程塑料有計劃再建一個工廠,簡單介紹一下LG電池,電池部門我在工程塑料工作,他們用塑料的時候跟我們經(jīng)常交流。電動車可以分三個部分,第一個是HEV,第二個是插電PHEV,和純電。第一個HEV是Micro HEV和Pure HEV。左邊這部分用的最多,停的時候發(fā)動機停掉,為了提高油耗。PHEV是電池跟發(fā)動機在一起,但是可以插電,第三個最后的是沒有發(fā)動機,只有電池可以插電,可以分三個部分。
LG做了電池以后,做了模具。幾個模具放在一起以后做Pack,跟BMS在一起以后安裝到一個車子里面就可以生產(chǎn)電動車。這個圖片是第三方調查的公司我們LG化學戰(zhàn)略看LG電池還算可以?,F(xiàn)在因為松下做特斯拉做的最多,松下是電池方面全球第一名的,到了2020年以后因為我們不做特斯拉了,但是差不多25個以上的全球主機廠都在做,到了2020年以后會占40%,會超過松下的電池訂單量。我們的產(chǎn)能是100GWh,200多個主機廠70個項目在開發(fā),差不多2020年到了以后全球電池一年生產(chǎn)量差不多200GWh,當中LG會達到20Gwh,這樣占10%左右。但是說到訂單量可以達到40%。
這個圖片早上也介紹過純電動車20年以后會占50%左右,看2020年就兩三年的時間看來有兩個點,右邊最下面是傳統(tǒng)的發(fā)動機,上面都是用電池的車廠。紅色部分用電池的部分到2020年用電池的部分成長的速度挺快的。再反過來看傳統(tǒng)的電動車子還是紅色的部分,Micro HEV還有HEV還會用傳統(tǒng)的發(fā)動機,這么看傳統(tǒng)發(fā)動機減少的速度快是快,但是還是有一部分會用一些,但是反過來看用電池的部分成長的速度也蠻快的可以這么看。電池做的時候可以分兩個部分,一個是發(fā)熱的時候空氣冷卻,一個是液體冷卻。一般都用的是空氣冷卻,液體冷卻效率比較高一點,但是設計生產(chǎn)的時候重量還有價格方面會有一點限制。
塑料部分一般用下蓋、上蓋還有外殼那邊用的多一些。一般做了模具以后,模具放幾十個以后做pack,看起來這個圖片感覺沒有那么大,但是重量500-600公斤,500公斤到600公斤當中車子的可靠性測試都要通過,所以大部分的外殼件都用金屬件,金屬件的比例500公斤當中19%,5公斤左右是金屬件,所以接下來為了輕量化,準備研究一下金屬件10%5公斤左右的30%,1.5公斤先換成塑料件。這樣1.5公斤可以減少重量,
一般材料用的部分是剛剛介紹的一樣下蓋、上蓋,這部分的外殼材料用的比較多,這邊一開始的時候電池方面沒有什么材料的標準?,F(xiàn)在也沒有什么材料的標準,每個公司做的有一點不一樣,但是電池的要求來看,剛剛說的外殼方面可以看到PC跟PPO本身有阻燃的特性,兩個材料都可以用。最后PPO的價格漲的厲害,現(xiàn)在看PC+ABS還是看中價格,看中輕量化品質還是PPO好一點。ICB Cover PPO有一部分在用。有的車型有時候用尼龍外殼,最下面是Battery Cell Tray是生息Battery Cell的時候,鋰電池比較敏感生產(chǎn)時候的拖板比較重要,拖板的時候處理溫度大概80-150度以下,所以有個公司80度可以用PC加ABS,在高溫要用尼龍66,這個拖板每個電池的尺寸都不一樣,所以一批量生產(chǎn)以后這個產(chǎn)品用不了要扔掉,扔掉這個零部件很大太浪費需要回收,回收的特性要看還是PC加ABS孩子尼龍好一點,有個公司用PBT材料,PBT不好回收。剛剛接受Repeating Frame外面是Mppe,剛剛介紹的時候紅色的部分用量最多的這個部分是Micro HEV可以幫發(fā)動機提高一些油耗。這個產(chǎn)品上蓋下蓋都在用尼龍材料,但是需要焊接,超音波焊接熱焊接品質上沒有激光焊接產(chǎn)品,所以我們LG在用激光焊接的方式來生產(chǎn)這個電池。上面是本色的尼龍玻纖25%然后激光焊接。剛剛介紹的Battery Cell Tray是這個樣子,每個公斤每個模型都不一樣,這個生產(chǎn)出來以后這個產(chǎn)品不可以扔掉,所以大部分的公司回收粉碎。
還有一個車型一般Repeating Frame是一個板材右邊、左邊都有電池,冷卻水往這個部分以后電池可以冷卻。但是更提高冷卻性能,某一個產(chǎn)品這個冷卻水外面都有,這樣不可以避免金屬件跟塑料件接觸,塑料件跟金屬件結合的非常厲害要金屬焊接的材料在用,我們要提高流動性,金屬件跟塑料件結合的要好的一個添加劑也要考慮。金屬件跟塑料件在一起的時候,按溫度來看收縮率也不一樣,20-40%左右的零部件,三個部分考慮以后就開發(fā)有一款材料在使用。
這個技術不僅是電池或者其他零部件ECU高品質的產(chǎn)品已經(jīng)在用的不少,再進一步我們一開始的時候介紹從電子車子500公斤左右電池的重量當中10%的金屬件,10%5公斤,5%的30%1.5公斤做輕量化換成塑料件,但是進一步整個外殼也做導電的材料,但是我們在研究要實現(xiàn)后面要看價格成本還需要一點時間。
在開發(fā)的全球幾個案例,為了加強汽車開發(fā)跟客戶配合有一個專門部門去做輕量化的,一般的電腦模擬可以做,再加上實際上可以幫客戶進行噪音模擬,提前看一下這個產(chǎn)品后面的噪音或者疲勞,提前可以模擬一下產(chǎn)品的疲勞。這類也在研究,實際上也跟客戶有一點案例。這個部門有五個階段跟客戶配合開發(fā)輕量化的產(chǎn)品,都是免費的所以大家可以的話請跟我們聯(lián)系一下,盡量多利用一下我們的服務。謝謝!
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