פולירם בתנופת פיתוח לפתרונות לעולם הרכבים החשמליים

בין הפיתוחים: PA משוריין המציג השפעה מינימלית על המוליכות של נוזל הקירור, PP לא משוריין בעל 37% LOI, ו-TPU גמיש במיוחד עם עמידות V0

תמונה 1: TPU עם מעכב בעירה ללא הלוגנים, זמין גם עם 30% סיבי זכוכית, בעל עמידות V0 לאש.

הרכבים החשמליים וההיברידיים כבר כאן בכל פינה, אך עם השינוי המבורך, בא גם אתגר: התאמת חלקי הפלסטיק ברכב ובפרט בסוללה החשמלית לדרישות החדשות. התשובה, כתמיד, מתחילה במעבדת הפיתוח. נתלי יוטל-בורוכוביץ, מנהלת הפיתוח של חברת פולירם, מסבירה: "חלק גדול מהפעילות שלנו הוא מול תעשיות הרכב בעולם ומשאבים רבים מושקעים במחקר ופיתוח. בחודשים האחרונים, עבדנו על שלושה פרויקטים משמעותיים – חלקם נולדו מיוזמות שלנו וחלקם בשיתוף פעולה צמוד עם לקוחות". 

חשיבות הניהול התרמי של נוזלי הקירור  

כאשר מדברים על האמינות של רכבים חשמליים, אחד הפקטורים המשמעותיים ביותר הוא ניטור ושליטה על הטמפרטורה. בחירה לא נכונה של חומר הגלם עלולה להביא לא רק לבעיות בביצועי הרכב ולפגיעה באורך חיי הסוללה, אלא גם, במקרים קיצוניים, סיכוני בטיחות חמורים כגון שריפה המתרחשת כתוצאה מבריחה תרמית (Thermal Runaway). תופעה זו מתרחשת כאשר הזרם העובר בסוללה גורם לעלייה בלתי נשלטת בטמפרטורה. 

"אנחנו רוצים להבטיח יעילות אופטימלית של הסוללה, לצד בטיחות מרבית והגנה מאש. בכדי למזער נזקי קורוזיה פוטנציאלים לחלקי הרכב, ולהבטיח שספיגה החום ופיזורו על ידי נוזל הקירור לא ייפגעו, נדרשת שמירה על מוליכות נמוכה של נוזל הקירור", מסבירה נתלי. "קורוזיה ברכיבים מתכתיים של הסוללה עלולה לגרום לדליפות מסוכנות, והיא פוגעת ביעילות התרמית וביעילות האנרגטית". 

אחד הגורמים המשפיעים על מוליכות הנוזל הוא מיגרציה של חומרים מרכיבי הפלסטיק, כגון מייצבים ומעכבי בעירה. "בתכנון חלקי פלסטיק שבאים במגע עם נוזל הקירור, אנחנו חייבים להבטיח שאין מיגרציה שתשפיע על המוליכות. כדי לאפיין את ההשפעה, הקים צוות הפיתוח מערך בדיקה ייעודי.  

הבדיקה נעשתה בתווך של אתילן גליקול – נוזל קירור מקובל בתעשייתה רכב – וארכה 1,000 שעות בטמפרטורה של 75 מעלות. באמצעות שיטות אנליטיות מתקדמות, זיהינו את הרכיבים בעלי ההשפעה השלילית. לאחר חודשים של בדיקות, פיתחנו חומר חדש, ניילון 66 משוריין עם תוספי FR, המספק את הפתרון הטוב ביותר לאתגר".

תמונה 2: בדיקת מוליכות נוזל קירור בניסוי של פולירם.

פוליפרופילן לא משוריין בעל 37% LOI 

לפרוייקט נוסף בתחום הבטיחות באש ברכבים חשמליים נדרשה פולירם לאתגר משמעותי, עמידות לבעירה גם באחוזי חמצן גבוהים במיוחד. המדד המקצועי נקרא LOI (Limiting Oxygen Index), והוא מתייחס לריכוז החמצן המינימלי הנדרש לבעירה. 

"לאחרונה, סיימנו פיתוח של PP לא משוריין עמידות משופרת לאש, המשתקפת ב-LOI גבוה. הלקוח הציב רף שאפתני של 35% LOI, ועמיתים בתעשייה סביבנו טענו כי לא נוכל להגיע אף לא ל-32%", אומרת נתלי. "שמחנו להעמיד אותם על טעותם! בסיום עבודה אינטנסיבית, קיבלנו תוצאה מצוינת של עמידות לבעירה עבור LOI 37%". לצורך השוואה, LOI אופייני ל-PP עומד על 18-20%. 

צוות הפיתוח ערך סימולציה לבדיקות Torch and Grit (TaG) – בדיקה המדמה בריחה תרמית ונכללת כעת תחת תקן UL 2596 החדש. במהלך הבדיקה נצפתה התפתחות שכבת חייץ חרוכה (Char) שמנעה את חדירת הלהבות. החומרים עברו להערכה אצל הלקוח ואנחנו ממתינים לתוצאות”.

תמונה 2: פיתוח חדש של פולירם, PP עם LOI 37%, בזכות שכבת Char עבה במיוחד.

TPU גמיש במיוחד עם דירוג עמידות V0 לאש 

ונסיים בפיתוח שהצריך גמישות מחשבתית מיוחדת: TPU אלסטי, עם מעכב בעירה (FR) נטולי הלוגנים, המתאים במיוחד עבור רכיבים פלסטיים הנמצאים בסביבת הסוללה ברכב חשמלי. הוא זמין ללא ועם שיריון של סיבי זכוכית עד ל-30% תוך שמירה על הגמישות. במבחן העמידות לאש, השיג החומר תוצאות מצויינות של V0 לפי תקן UL 94. גם סימולציית TaG בוצעה והראתה ביצועים יוצאי דופן של עמידות תרמית. 

מידע נוסף: 

פולירם, עמית קורן, 

[email protected]