Quantix Ultra เทอร์โมพลาสติกทนไฟได้ถึง 1,200°C เพิ่มความปลอดภัยให้รถ EV

รถยนต์ไฟฟ้าซึ่งใช้แบตเตอรี่เป็นหลักนั้นมีความเสี่ยงเรื่องไฟไหม้ ในกรณีที่อุณหภูมิสูงเกินไป เรียกว่า ‘Thermal Runaway’ หรือการเกิดอุบัติเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่เสียหาย วัสดุทนไฟที่ช่วยป้องกันไฟหรือไหม้ลามช้าลงสามารถช่วยถ่วงเวลาให้คนขับหนีออกจากสถานการณ์นั้นได้ ผู้ผลิตรถยนต์จึงมีความสนใจวัสดุทนไฟซึ่งเป็นหนึ่งในมาตรการความปลอดภัยและมีบางรายได้เริ่มนำวัสดุไปผลิตแล้ว

Freudenberg Sealing Technologies บริษัทผู้เชี่ยวชาญเทคโนโลยีการซีลในอุตสาหกรรมที่หลากหลายรวมถึงอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าที่กำลังมาแรง มีการใช้วัสดุชนิดใหม่ ‘Quantix Ultra’ สำหรับป้องกันไฟในรถยนต์ไฟฟ้า สามารถทนทานต่อการหลอมละลายแม้ในอุณหภูมิที่สูงถึง 1,200°C วัสดุนี้แปรรูปด้วยการฉีดขึ้นรูปที่มีทั้งความอเนกประสงค์และประหยัดอีกด้วย

วัสดุ Quantix Ultra เป็นเทอร์โมพลาสติกที่ทนทานต่ออุณหภูมิ

(ที่มา: Freudenberg Sealing Technologies)

รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นเหมาะสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันและต้องการความปลอดภัยในระดับสูง มีการนำมาตรการด้านความปลอดภัยต่าง ๆ มาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถป้องกันหรือชะลอการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ได้ ที่ผ่านมาส่วนประกอบพลาสติกต่าง ๆ ที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์นี้ไม่ผ่านมาตรฐานการทดสอบของอุตสาหกรรมยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า 

จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างวัสดุ Quantix Ultra จาก Freudenberg Sealing Technologies ที่มีความหนา 2 มม. สามารถต้านทานเปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูงถึง 1,200 องศาเซลเซียส ได้นานกว่า 25 นาที ซึ่งทนต่ออุณหภูมิที่สูงมาก อีกทั้งไม่หลอมละลายหรือติดไฟอีกด้วย

มีการทดสอบเพิ่มเติมโดยจำลองการปล่อยอนุภาคความร้อนภายใต้ความดันสูง ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้หากก๊าซในเซลล์แบตเตอรี่ถูกปล่อยออกมาทันที Quantix Ultra สามารถทนต่อการทดสอบภายใต้สถานการณ์รุนแรงได้เป็นเวลา 20 วินาที ตัวอย่างที่เป็นอลูมิเนียมหนา 2 มม. ถูกทำลายในเวลาเพียง 2 หรือ 3 วินาทีเท่านั้น

Freudenberg Sealing Technologies ใช้วัสดุที่นวัตกรรมนี้ในการผลิตแผงป้องกันไฟสำหรับระบบหล่อเย็นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยวัสดุนี้จะใช้ในยานพาหนะที่ผลิตเป็นซีรีส์ในเดือนกุมภาพันธ์ 2024 นี้เป็นครั้งแรก

Quantix Ultra เหมาะสำหรับทุกการใช้งานที่ประสิทธิภาพสูงในการป้องกันไฟและโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบา ไม่จำกัดรูปทรง อาทิเช่น แปรรูปเป็นฟิล์มเพื่อนำไปใช้ในรถขับเคลื่อนไฟฟ้า ที่ครอบปิดหน่วยจ่ายไฟฟ้า ฉนวนสายเคเบิล ที่ครอบแบตเตอรี่ และส่วนประกอบสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า

ป้องกันไฟที่อุณหภูมิสูงสุด

สำหรับพลาสติกวิศวกรรม ความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นคุณสมบัติหนึ่งที่สร้างความแตกต่างอย่างโดดเด่น ทั้งในวัสดุที่ไม่มีรูปทรงตายตัวและวัสดุกึ่งผลึก แต่พอลิเมอร์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนี้มีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน คือ มีการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ความแข็งของวัสดุจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดและพังทลายลงทันทีเมื่อเลยจุดหลอมเหลว ในกรณีดังกล่าวคุณสมบัติการป้องกันไฟก็จะหายไป

“ส่วนวัสดุใหม่ Quantix Ultra นั้นไม่หลอมละลายในอุณหภูมิที่สูง แต่มีความยืดหยุ่นเหมือนอีลาสโตเมอร์ และมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วที่สูงกว่า 53 เคลวิน ซึ่งหมายถึง มีความแข็งและป้องกันไฟได้ยาวนานมากขึ้น Quantix Ultra จึงอยู่ในอันดับต้น ๆ ของพลาสติกที่เรารู้จักในปัจจุบัน” Kira Truxius, Material Expert Thermoplastics ของ reudenberg Sealing Technologies อธิบาย

ความรู้ความชำนาญที่ได้รับการจดสิทธิบัตร 

วัสดุของ Quantix Ultra คือ เทอร์โมพลาสติกที่สามารถทนต่ออุณหภูมิได้ดี หากเพิ่มสารอย่างแก้วหรือคาร์บอนไฟเบอร์จะเป็นการช่วยเสริมความเสถียรเชิงกลแม้จะอยู่ภายใต้ความร้อนมหาศาลก็ตาม การเชื่อมโยงข้ามกันระหว่างห่วงโซ่โมเลกุลพลาสติกทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบยังคงรักษารูปทรงไว้ได้แม้ภายใต้สภาวะที่รุนแรง คุณสมบัติของวัสดุสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยมุ่งเน้นการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง “ความรู้ความชำนาญที่จดสิทธิบัตรประกอบด้วยการเติมวัสดุที่แม่นยำอย่างเหมาะสมเพื่อเชื่อมโยงระหว่างห่วงโซ่โมเลกุล ดังนั้น สิทธิบัตรจึงมาจากการทำงานเป็นทีมเวิร์คที่ประสบความสำเร็จ” Dr. Björn Hellbach, Material Expert Thermoplastics ของ Freudenberg Sealing Technologies กล่าว

การผลิตในปริมาณมากอย่างประหยัด

Quantix Ultra ง่ายต่อการแปรรูปโดยการฉีดขึ้นรูป มีข้อดีเหมือนกันกับเทอร์โมพลาสติกอื่น ๆ รวมถึงสามารถผลิตรูปทรงที่มีความซับซ้อนในระยะเวลาที่สั้นแต่ปริมาณมากได้ การเชื่อมโยงข้ามกันระหว่างห่วงโซ่โมเลกุลที่จดสิทธิบัตรมีบทบาทสำคัญในการผลิตในเรื่องของการประหยัด โดยการสารเชื่อมโยงพิเศษเข้าไปในวัสดุในขณะที่ยังรักษากระบวนการฉีดขึ้นรูปแบบมาตรฐานไว้

คลิปวิดีโอเกี่ยวกับบริษัท Freudenberg Sealing Technologies

บทความอ้างอิง: https://www.etmm-online.com/

บทความที่น่าสนใจ

• กว่าจะมาเป็นพลาสติกที่ใช้ในวิศวกรรมยานยนต์
• ระบบอัตโนมัติเรียนรู้ด้วยตัวเอง ทำให้การผลิตฉลาดขึ้นได้อย่างไร
• Smart Mould ช่วยเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพในยุคอุตสาหกรรม 4.0
• ‘เปอร์โยต์’ ปฏิวัติการออกแบบ ใช้การพิมพ์ 3 มิติ ตกแต่งภายในยานยนต์ไฟฟ้า

About The Author