С 2025 по 2026 год индустрия новых энергетических транспортных средств (NEV) в Китае быстро переходит от традиционных электрических архитектур на 400 В к передовым платформам на 800 В, при этом несколько автопроизводителей уже разрабатывают системы следующего поколения на 1 000 В. По мере дальнейшего повышения рабочих напряжений требования к эксплуатационным характеристикам автомобильных инженерных пластиков становятся значительно более строгими.

Высоковольтные разъёмы, компоненты аккумуляторных батарей, корпуса силовой электроники и разъёмы для зарядки электромобилей должны выдерживать повышенные температуры, обеспечивать отличную огнестойкость, сохранять стабильность размеров, обеспечивать надёжную электрическую изоляцию и противостоять агрессивным автомобильным химическим веществам на протяжении всего срока службы автомобиля. Очень немногие инженерные пластики способны одновременно соответствовать всем этим строгим требованиям.

Среди них полифениленсульфид (PPS) стал одним из важнейших материалов для электромобилей следующего поколения. Изначально разработанный для аэрокосмических применений, PPS теперь широко используется в высоковольтных электрических компонентах благодаря своей исключительной термостабильности, электрической изоляции, огнестойкости и химической стойкости.

Хотя PPS не является самым дешёвым инженерным пластиком, его уникальное сочетание термостойкости, электрической изоляции, стабильности размеров, огнестойкости и долговременной надёжности делает его одним из предпочтительных материалов для высоковольтных систем разъёмов на 800 В и будущих систем на 1 000 В.

В этой статье мы рассмотрим, почему PPS стал эталонным инженерным пластиком для высоковольтных разъёмов электромобилей, а также изучим ключевые свойства материала, поддерживающие следующее поколение электрических транспортных средств.

Что такое PPS?

Полифениленсульфид (PPS) — это высокоэффективный полукристаллический инженерный термопластик, известный своей исключительной термостойкостью, химической стойкостью, собственной огнестойкостью и превосходной стабильностью размеров.

Его высокожёсткая молекулярная структура, образованная чередующимися бензольными кольцами и атомами серы, позволяет PPS сохранять отличную механическую прочность, электрическую изоляцию и точность размеров даже при длительном воздействии суровых автомобильных, электрических и промышленных условий.

Хотя ненаполненный PPS уже обладает выдающимися термическими и химическими характеристиками, коммерческие компаунды PPS обычно армируются 30–40% стекловолокна или модифицируются с использованием углеродного волокна, минеральных наполнителей или PTFE. Эти улучшения значительно повышают жёсткость, прочность на растяжение, стойкость к ползучести и стабильность размеров, сохраняя при этом выдающуюся устойчивость PPS к воздействию тепла, химических веществ и электрических нагрузок.

Почему PPS идеально подходит для высоковольтных компонентов электромобилей

По сравнению с традиционными инженерными пластиками PPS обладает пятью ключевыми преимуществами, которые напрямую решают задачи, стоящие перед электрическими системами электромобилей следующего поколения.

Благодаря сбалансированному сочетанию тепловых, электрических и химических характеристик PPS обеспечивает исключительную долгосрочную надёжность в сложных условиях эксплуатации современных электромобилей, что делает его одним из эталонных инженерных пластиков для высоковольтных разъёмных систем следующего поколения.

Ключевые свойства материала, благодаря которым PPS является предпочтительным выбором для высоковольтных разъёмов электромобилей.

PPS в пяти ключевых областях применения в электромобилях

По мере дальнейшего развития платформ электромобилей в направлении архитектур на 800 В и будущих 1 000 В, PPS стал надёжным инженерным пластиком для широкого спектра высоковольтных электрических компонентов благодаря отличному сочетанию тепловых, электрических и механических характеристик.

1. Высоковольтные разъёмы

Высоковольтные разъёмы являются одним из наиболее быстрорастущих применений PPS. Эти компоненты требуют исключительной изоляции, огнестойкости, точности размеров и долговременной надёжности в сложных условиях эксплуатации.

При CTI ≥ 600 В, UL 94 V-0 огнестойкость и чрезвычайно низкий показатель влагопоглощения всего 0,03%, PPS помогает сохранять надежные изоляционные характеристики даже при высоких температурах, влажности и постоянных электрических нагрузках.

2. Силовая электроника и модули IGBT

Блоки управления мощностью, инверторы и модули IGBT/SiC работают при постоянных высоких температурах, обрабатывая значительные электрические нагрузки. Эти сложные условия требуют инженерных пластиков, которые сочетают превосходную термостабильность, электрическую изоляцию и долгосрочную механическую надежность.

PPS обеспечивает непрерывную термостойкость до 220°C, низкие диэлектрические потери для высокочастотной электроники и отличную механическую прочность при армировании стекловолокном. Эти свойства помогают обеспечивать надежную работу силовой электроники электромобилей на протяжении всего срока службы.

3. Компоненты аккумуляторного блока

Современные аккумуляторные блоки требуют легких материалов, обеспечивающих превосходную электрическую изоляцию, огнестойкость, точность размеров и долговечность при поддержке все более компактных конструкций аккумуляторов.

PPS сохраняет превосходную стабильность размеров во время лазерной сварки и автоматической сборки, обеспечивая надежные изоляционные характеристики на протяжении всего срока эксплуатации аккумуляторного блока.

4. Разъемы для зарядки электромобилей

Быстрое распространение сверхбыстрой зарядки и систем зарядки с жидкостным охлаждением предъявляет все более строгие требования к материалам разъемов. Высокие температуры, частые циклы подключения и отключения, а также эксплуатация на открытом воздухе требуют исключительной долговечности.

PPS сочетает превосходную устойчивость к гидролизу, стабильную электрическую изоляцию и выдающуюся точность размеров, позволяя зарядным разъемам сохранять надежную работу после тысяч циклов подключения и отключения.

5. Электрические водяные насосы и управление температурным режимом

Эффективное управление температурным режимом необходимо для увеличения срока службы аккумулятора и поддержания характеристик электромобилей. Электрические водяные насосы непрерывно циркулируют охлаждающую жидкость на основе гликоля при повышенных температурах и в сложных рабочих условиях.

Благодаря исключительной химической стойкости и долгосрочной термостабильности PPS выдерживает длительное воздействие горячей охлаждающей жидкости без потери механической прочности, стабильности размеров или герметизирующих характеристик, что делает его идеальным материалом для систем управления температурным режимом электромобилей.

PPS по сравнению с другими инженерными пластиками для высоковольтных разъемов

PPS — не единственный инженерный пластик, используемый в высоковольтных разъемах. Такие материалы, как PA66, PBT, PPA, LCP и PEEK также обладают уникальными преимуществами для конкретных применений. Однако, когда речь идет о Платформы электромобилей с напряжением 800 В и будущие платформы на 1 000 В, PPS обеспечивает один из лучших в отрасли общих балансов характеристик производительности, надежности, технологичности производства и стоимости.

В конечном итоге выбор инженерного пластика заключается в достижении оптимального баланса, а не просто в выборе материала с наивысшими характеристиками. Благодаря сочетанию превосходной термостойкости, присущей огнестойкости, отличной электрической изоляции, низкого влагопоглощения, высокой химической стойкости и конкурентоспособной стоимости PPS стал одним из эталонных материалов для высоковольтных систем разъемов электромобилей нового поколения.

Заключение

Самые важные материалы в электромобиле часто являются теми, которые водители никогда не видят.

За каждым безопасным и надежным электромобилем стоит сложная сеть высоковольтных электрических компонентов, которые должны безупречно работать годами в условиях экстремальных температур, высокого напряжения, влаги, вибрации и агрессивных автомобильных химических веществ.

PPS — один из ключевых материалов, делающих это возможным. Хотя он может не соответствовать сверхпремиальным характеристикам PEEK или специализированным возможностям литья LCP в некоторых нишевых применениях, его выдающийся баланс термостойкости, огнестойкости, стабильности размеров, электрической изоляции, химической стойкости и долгосрочной надежности сделал его одним из самых надежных инженерных пластиков для современных электромобилей.

По мере того как электромобили продолжают переходить к более высоким напряжениям, более быстрой зарядке и большей плотности мощности, ожидается, что PPS останется одним из важнейших инженерных материалов отрасли, помогая производителям создавать более безопасные, надежные и долговечные высоковольтные системы электромобилей следующего поколения.