《起亚概念车EV3和EV4展示其可持续材料》

  • 来源专题:工业强基
  • 编译者: 张欣
  • 发布时间:2024-07-05
  • 起亚汽车(Kia)公布了其即将推出的电动车型积极采用可持续材料的一些细节,其中包括计划推出的EV3紧凑型跨界SUV和EV4掀背车的更多信息,展示了该公司对这些车型的计划,以及起亚将如何使用环保材料。

    起亚汽车在3月份推出全尺寸电动SUV EV9时,列出了所有新车型必须具备的10项可持续发展项目,表明了将生产过程中对环境的影响降到最低的承诺。

    1. 生物塑料。生物塑料是一种激动人心的创新型塑料,可以使用多种可再生生物质资源,如植物油、玉米提取物、木屑和甘蔗生产。使用生物塑料不仅有助于减少对化石燃料的依赖,而且还提供了多样化采购和减少有害化学物质暴露的额外好处。
    2. 消费后材料(PCM)塑料。 消费后材料(PCM)塑料听起来就像是用现有产品中的再生材料制成的塑料,而不是新的“未经加工”的颗粒。这一革命性的过程具有跨越整个生产生命周期的几个优点。首先,它大大减少了最终进入垃圾填埋场或污染环境的塑料废物的数量。其次,消费后回收塑料也有助于节约不可再生资源,因为它减少了在创造新产品时使用原始材料的需求。
    3. 生物聚氨酯。在逐步淘汰皮革的过程中,起亚将生物聚氨酯(PU)确定为最佳解决方案,因为其有潜力减少总体碳排放,并加入植物成分,最终有助于实现更可持续的平衡。生物聚氨酯不仅提供了一种可持续的替代品,而且还提供了舒适的座椅体验。
    4. 回收PET织物。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是世界上最容易回收的塑料之一,是从水瓶到服装等各种可持续应用的理想选择。它具有良好的抗冲击性、防潮性和耐溶剂性,是覆盖汽车内裸露表面的理想织物。
    5. 回收PET地毯。除了在客舱的其他地方,起亚在生产标准地毯时使用了100%回收PET更进一步,该品牌提供了一部分来自回收渔网的材料的选择。这不仅是对废物的创新利用,而且还解决了丢弃和丢失渔网的严重问题,这些渔网破坏了世界各地的海洋生物。每年约有64万吨渔具流入海洋,导致无数海洋生物死亡,其中包括海鸟、鲸鱼和海豹。通过捕获和回收鬼网,起亚不仅致力于减少塑料微粒在分解时进入水中,而且还限制了它们对海洋关键生态系统的影响。
    6. 生物聚氨酯泡沫。聚氨酯(PU)泡沫是一种用途广泛的材料,应用范围从运动装备到航天飞机绝缘材料。其卓越的耐用性和压缩特性也使其成为家具、床上用品和鞋类等多种应用中的理想缓震选择。起亚的生物聚氨酯泡沫采用天然油制成,具有标准聚氨酯的弹性和柔软性,减少了对地球的影响。
    7. 生物涂料。生物涂料比使用原油制成的替代品更具可持续性,并减少了通常来自制造过程的化学废物。起亚的生物涂料是用菜籽油制成的,菜籽油是一种从菜籽油中提取的植物油,常用于食品、生物燃料、涂料、化妆品和制药行业。
    8. 无BTX油漆。起亚通过采用一种可持续的解决方案:无BTX涂料,积极应对与苯、甲苯和二甲苯(BTX)组合使用相关的有害环境影响。通过在其模型中使用不含BTX的油漆,该品牌提供了与客户期望的相同的高质量保护和饰面,同时最大限度地减少了污染化学品的使用。
    9. 回收PET纱线。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)再次展示了其多功能性,起亚的模型中,纱线用于某些舱室应用,由100%回收PET瓶制成。新起亚EV9中发现的所有回收PET产品都使用了70多个回收PET瓶。
    10. 回收PET毛毡。用回收PET瓶制成的毛毡柔软耐用,在可用于运输从行李到宠物的所有物品的环境中使用时,这是关键质量。PET还有一个额外的优点,即提供良好的吸声效果,减少从汽车后部到座舱其余部分的声音传输,并有助于保持与外观一样好的驾驶体验。


  • 原文来源:https://www.designnews.com/automotive-engineering/kia-concept-ev3-and-ev4-showcase-sustainable-materials
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  • 《广汽研究院概念车巴斯夫材料亮点》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-11-19
    • 这是巴斯夫首次与本土汽车主机厂合作打造电动概念车。 适用于所有车辆: 巴斯夫电池技术和解决方案延长续航里程,增强安全性 · 巴斯夫为锂离子电池的特定应用提供高能量密度、高安全性和高效率正极活性材料,包括镍钴锰氧化物(NCM)和镍钴铝氧化物(NCA)。 · 巴斯夫HED™高能量密度正极活性材料满足汽车动力总成系统对锂离子电池不断发展变化的要求。 · 固力顺®FC G20 电池冷却液以其低导电率保障电池安全,阻燃且耐高温的密胺树脂泡沫材料巴斯夫Basotect® G 制成的电池片非常适合电池防火阻隔包覆应用,而Cellasto®,一种粘弹性高阻尼材料制成的电池底座则具有持久的耐用性,并能出色满足驾驶需求。 巴斯夫 Formaldpure ™ /PremAir® BLD 催化剂解决方案可保持车舱内空气清新安全 · 专利Formaldpure™技术可以在室温下彻底地将甲醛分解成二氧化碳和水,避免二次污染。现场试验证明Formaldpure™可快速去除甲醛,同时长期保持高效性能,使用寿命超过市场现有技术。 · 现场试验证明PremAir® BLD可在室温下快速将臭氧分解成甲醛,转换效率高,同时长期保持高效性能,其有效期限超过市场已有技术。 · Formaldpure™/PremAir® BLD技术可以复合在同一滤网,实现一网双效。并可根据不同空气净化系统进行定制设计。 · Sorbead®高效吸附技术可以同时吸附来自外部空气中的SO2、Nox和NH3等污染物。 巴斯夫与广汽研究院共同研发的车漆颜色以及巴斯夫先进的喷涂工艺,分别满足目标驾驶者在情感及功能方面的不同需求。 · 三种定制车漆彰显驾驶者个性。 · 低温烤漆工艺可降低对环境的影响。 · 巴斯夫iGloss®清漆运用新型清漆化学配方,将无机组分带来的柔韧弹性漆面与强耐候性以及无机玻璃状纳米团簇的高耐刮擦性结合起来。 其他应用: · 包括保险杠和扰流板在内的车身板件采用巴斯夫聚氨酯系统Elastolit®制成,加工成本更低,且具有抗冲击性。 · Elastoflex®车身空腔填充NVH泡沫,同时结合安固力液体阻尼浆料应用于车身,可减少气味,降低风噪/路噪 · Elastoflex® W座椅泡沫,实现15%轻薄化设计,使驾乘人员获得全面舒适感受,并能增大驾乘空间。 · 高光泽钢琴黑内饰部件采用巴斯夫特种聚酰胺Ultramid® Deep Gloss制成。该材料荣获2018年德国创新奖,首次打造出无需额外精心喷涂保护涂层的钢琴般黑色高光泽且耐刮擦表面。 · Haptex®非溶剂型PU合成革用于座椅面料,高低温环境都具有极佳手感,同时具有低挥发,低气味,以及优异的耐水解、耐磨损性能,保证长期使用。 · Hydraulan®406ESI高性能刹车液,结合了低粘度和高沸点的特性,确保未来自动驾驶系统所需的安全制动性能。 · Ultraform®LEV低挥发性聚氨酯甲醛材料应用于宠物舱镂空地板,以及共享车座舱/行李舱镂空隔板,发挥了该材料的高刚性,易于表面清洁的特点,该材料超高的注塑流动性能也保证了实现纤维网格的设计创意。 关于每台概念车的一些亮点: " 巴斯夫助力广汽研究院共同打造的三款电动概念车,分别针对中国车主多样化的个人生活方式需求定制。 2U: 巴斯夫材料助力打造优雅汽车座椅,突出驾驶者个性气质 · Ultramid® Vision——由巴斯夫创造的世界上第一款半透明聚酰胺——可用来制作红宝石项链造型的装饰件。 · 巴斯夫Ultrafuse® TPU 3D打印技术可打造毛皮质感的座椅表面 。 2US: 巴斯夫 Ultramid® Advanced N (PPA) 制造的塑料齿轮确保机械座椅旋转机构平稳运行 · Ultramid® Advanced N (PPA)可在高温下提供出色的摩擦性能 · 还具有耐湿性,接触敏感化学介质也依然能保持强度 巴斯夫挤出级 Elastollan ® 光带包覆材料,在内门框上实现了一种柔和的座舱内照明功能,这种不含增塑剂的 TPU 材质具有以下优点: · 长期使用不会变黄。 · 高光通量,同时具有光扩散效果。 2ALL: 巴斯夫材料满足共享汽车的需求 · 前保险杠采用由巴斯夫Elastollan® HPM制成的防刮弹性垫,这种热塑性聚氨酯(TPU)既能实现自由设计,又经久耐用。 · 座椅靠背和座垫采用巴斯夫Infinergy® TPU颗粒泡沫,将舒适度与耐用性完美结合。 · 行李舱隔板使用了以巴斯夫Acrodur®水性丙烯酸树脂分散体粘合的天然纤维复合材料热压成型板材。Acrodur®赋予该内饰部件高机械强度、轻质以及低挥发性。 · Ultramid®Vision应用于车顶指示灯外壳,具有优异的UV耐候性能,并且具有 良好的耐刮擦性能,以应诸如自动洗车等相对苛刻的使用需求。
  • 《如何利用先进材料提高下一代EV电池的效率》

    • 来源专题:工程机械与高端装备
    • 编译者:Hazel
    • 发布时间:2025-05-07
    • 随着电动汽车需求激增,对高效可靠电池技术的需求日益迫切。先进材料将成为突破下一代动力电池性能瓶颈的核心钥匙,工程师需通过以下战略布局引领电动出行革命。 电动汽车电池面临的挑战 由于多种因素,电动汽车市场目前在电池设计方面面临巨大压力。一个主要问题是采购原材料,例如锂、钴、镍和石墨。这些物品对于当今EV电池的功能至关重要,但它们的需求正在飙升。研究人员预测,到2050年,需求将增长26倍,其中钴增长6倍,镍增长12倍,石墨增长9倍。由于全球努力实现交通脱碳,从而加剧了资源争夺,供应链紧张导致成本飙升。 另一个挑战是温度对电池性能和使用寿命的影响。高温会加速电动汽车电池内的化学反应速度,导致热失控和锂镀等问题。这些情况会降低电池质量,损坏电池保护层并减少活性锂的数量。 最后,在不影响安全性或使用寿命的情况下实现更高的能量密度仍然是一个持续的挑战。当前的设计通常需要权衡。例如,增加能量密度会降低热稳定性,使电池更容易过热或退化。这种平衡行为使材料选择和电池架构复杂化。因此,电动汽车市场对能够在各个方面提供的创新解决方案有更大的需求。 电动汽车电池中的先进材料 性能、安全性和可持续性方面的最新发展极大地改进了EV电池。一些关键创新包括以下内容: 1.硅基阳极 工程师越来越多地将硅基阳极集成到锂离子电池中,以提高能量密度。与石墨阳极相比,硅具有更高的锂存储容量,可能会增加电池续航里程。然而,循环期间的体积膨胀需要纳米级工程和复合材料等解决方案来保持结构完整性。 2.固态电解质 这些材料作为液体电解质的更安全替代品而受到关注。它们通过消除易燃组件来降低热失控的风险。此外,它们还支持使用锂金属阳极,从而提高能量密度。固态电池还可以在10分钟内充电,并在80次充电循环后保持6,000%的容量。目前的研究重点是提高离子电导率和扩大生产以实现商业可行性。 3.高镍阴极 高镍阴极提高了能量密度,同时减少了对钴的依赖,钴是一种昂贵且存在争议的材料。它们提高了电池续航里程和功率输出。然而,它们对降解和热不稳定性的敏感性带来了一些问题,先进的涂层和掺杂技术可能会解决。 4.硫化物固态材料 硫化物固态材料是下一代固态电池的有前途的组件。它们具有出色的离子电导率和柔韧性,使其适用于大规模应用。它们与高容量阳极兼容,进一步提高了它们彻底改变EV电池设计的潜力。 5.石墨烯与碳纳米管 石墨烯和碳纳米管可以提高电池的导电性和耐用性。这些材料有助于加快充放电循环并提高机械稳定性,尤其是在高能量密度电池中。研究这些材料的可扩展制造工艺对于提高采用率至关重要。 在EV电池中利用先进材料的策略 利用先进材料可能会带来成本、可持续性和可扩展性方面的挑战。以下方法有助于克服问题,同时提高性能和效率: 1.采用纳米技术和2D材料 纳米技术和2D材料使工程师能够实现更高的性能,同时最大限度地减少重量和成本。例如,石墨烯的导电性和机械强度改善了电池内的电子流动。虽然这种2D材料提高了充电速度,但它减少了运行过程中的能量损失。将这种材料加入电池电极,设计人员可以在不牺牲性能的情况下实现更轻、更高效的设计。 2.根据应用需求优化材料选择 设计下一代电动汽车电池需要了解特定的性能需求,例如能量密度、安全性、充电速度或成本效益。然后,工程师选择与这些目标相关的材料,以最大限度地提高电池性能,同时应对挑战。例如,芝加哥大学的研究人员使用碳纳米管复合材料开发了一种锂硫电池,以克服硫在充电循环过程中降解的趋势。结果是原型的能量密度是传统锂离子电池的三倍 。如果工程师想要实现卓越的性能和更长的电池寿命,他们可以考虑这种类型的创新。 3.尝试新的制造技术 3D打印等新的制造方法可以改进电池生产流程并创造尖端设计。3D打印可以更精确地制造电池组件,实现优化材料使用和能量密度的复杂设计。借助3D打印,设计师可以创建具有可定制形状和结构的电极,从而确保更好的离子流和更高的性能。例如,印刷的多孔电极为反应提供了更大的表面积,从而提高了充电速率和整体电池容量。 4.数字孪生与预测建模降低原型开发成本 先进的原型技术为降低研发成本、加速动力电池开发提供了创新路径。工程师可利用数字孪生技术构建电池系统的虚拟镜像,模拟不同工况下的性能表现。这项突破性技术既能实现设计的快速迭代优化,又能减少材料浪费与制造成本。通过实时仿真,研发团队可在早期阶段识别潜在问题,确保更顺畅的产业化过渡。 预测性人工智能(AI)物理模型进一步强化了这一流程:基于机器学习算法分析材料相互作用,预测电池长期演变规律。该系统不仅能定位性能薄弱环节,更能为材料优化提供数据洞见,最终实现效率最大化。 5.使用轻量化材料提升能效 轻量化材料对于提高能效、延长续航和提升整体性能至关重要。以长纤维热塑性塑料(LFTs)为例,其材料密度较金属减轻40%,有效降低电池包重量,从而提升能源效率并扩展车辆续航里程。LFTs特别适用于替代电池外壳和支撑结构中的重金属部件。这类材料不仅能增强设计灵活性,还具备优异的抗冲击性能,完全满足电动汽车严苛的应用要求。此外,改用热塑性材料可显著降低生产和运输成本,助力制造商打造更高能效、更具成本优势的电动车型,以应对市场对高性能车辆日益增长的需求。 电动汽车电池设计的创新突破 采用先进材料是推动下一代电动汽车性能跃升的必由之路。这不仅能够满足电动汽车市场快速增长的需求,更能提供更安全、高效且环保的电池解决方案。随着行业不断发展,工程师需要持续突破技术边界。当下对这些先进技术的投入,将为构建更清洁、更电气化的未来奠定坚实基础。