熱可塑性樹脂をベースとした、電気自動車向けの新たな部品がリリースされそうです。プラスチック)とフォーム材を組み合わせた、バッテリーハウジングについて発表がありました。リリース記事は以下で見ることができます。https://www.lbf.fraunhofer.de/en/press-releases/more-range-for-electric-vehicles-jec2019-thermoplastic.html今日のコラムでは、今回のリリース内容を参考に、その背景にあるプロジェクトから今回の製品のコンセプト、そして使用されている材料について見ていきたいと思います。)2015年6月から2019年2月末までの期間で、6,390,634ユーロの予算で進められてきたEUのプロジェクトです。プロジェクトの目的は電気自動車、プラグインハイブリットのさらなる実用化と拡大に向けた技術的開発の取り組み、というのがメインですが、バッテリー(蓄電池)に関する技術的改善を試みるという部分も重要視しているとのことです。概要は以下に書いてあります。等は参加しているようですね。電動化が一つの流れになっている以上、取り組みを加速させたい、という危機感を持つ日本企業が参加しているというのは自然の流れだと思います。実は非常に興味深いです。今回ご紹介するのはバッテリーのCFRTPをスキン、フォーム材をコアとした断熱特性を重視したハウジングですが、プロジェクト全体でいうと一部でしかありません。外気温の高い、低いという状態に対応し、どのように効率的にシステムを運用し、また乗っている人への快適さを提供できるのか、ということまで考えています。ページの下の方にこれらを意味するコンセプト図があります。非常に広い部分をシステムとしてとらえています。昨今の規模の大きな企業が苦手とする部分だと私が感じている部分です。欧州はこの手のマネジメントが得意な文化があると考えます。関連する資料を見ていきたいと思います。以下のスライドのp.3を見てください。(https://www.fiatusa.com/500e.html)です。走行距離が変動する(より正確には、走行距離が短くなる)ということが書いてあります。低温環境で特にその影響が大きいこともわかるのではないでしょうか。ここでいうバッテリーがリチウムイオンという前提になってしまいますが、バッテリーが低温環境では劣化しやすいといったことは業界ではよく知られていることのようです。一例として以下のような情報もあります。http://www.baysun.net/ionbattery_story/lithium10.html事象の根源にあるのは、低温だとリチウムイオンの運動エネルギーが低下し、それが事実上の抵抗としての特性低下につながる、ということです。上記のURLをご覧ください。この低温特性が高いバッテリーほど性能が高いという世界のようですが、このような低温特性をバッテリー側で高めるだけでなく、バッテリーを囲むケース側で断熱することで、バッテリーそのものの温度低下を防ごうというのが今回の技術の出発点にあります。これ以外にもバッテリーに衝撃が加わった際、バッテリー損傷やバッテリー液の漏れを防ぐ、というシェルターとしての役割も付与されていると書かれています。「スキン材に炭素繊維と熱可塑性樹脂、コア材にPPというコアとスキンの構造」というのがメインです。近年、FRP業界においてフォーム材とスキン材を組み合わせたものはトレンドの一つです。過去には電車の構造材や内装材を事例に以下のようなフォーム材/スキン材のケースもご紹介したことがあります。HPで公開されています。写真断面中で黒く見えるのがPPのフォーム材、外側の白いものがCFRTPとのことです。※お断り繊維が炭素繊維だとすると本来は黒くなります。するとCFRTPが使われているのは部分的(いわゆる部分補強)、または繊維がガラス繊維という可能性もあります。ここではリリース記事の内容が事実であるという前提で書いてみたいと思います。以下の情報によると厚み0.25mmのUDテープを用いていると書かれています。2017年から熱可塑性のUDテープの製造販売を本格化しており、HPFIT(TM)という開繊と樹脂含侵、スリットの高速製造システムを適用している、ということは業界でも知っている方は知っている情報になります。(TM)を先に三次元形状に賦形します。processと呼ばれる、インジェクション(射出成形)による内部にフォーム材を注入するとのこと。スキンの賦形(プリフォーム)、コア材の注入を基本的には連続的に行うものと考えます。生産性をかなり意識した工程になっています。材料はどうでしょうか。ついて見てみたいと思います。データシートは以下のところで見ることができます。http://www.semp-tunisie.com/Files/App_002/FICHES%20TECHNIQUES/Polypropylene/PP%20compound/PP%20Compound%20-%20PP15T1020.pdfこれをみると、射出成形向けのフォーム材であり、PPが主原料で20%程度のタルクが入っていると書かれています。g/10minと数字は同じになります(0.1gが1dgであるため)正直かなり流れにくい部類の材料というべきでしょう。一般的な射出成型のイメージのように一瞬で成形までできるというものではないと思います。PPにタルクを足している分、比重は大きくなっています。線膨張係数は50から100(10-6/K)ですので、一般的なPP程度です。倍近くになっていることがわかります。kJ/m2を示すとのことですので、ここも倍近くになっています。15T1020がともにShoreDだとすると、どちらも80弱でほぼ同等ですね。15T1020の方が高めに出ています。・引張特性や硬さ、線膨張係数はほぼ同じといったイメージです。いかがでしたでしょうか。今回はCFRTPのUD材料をスキンに、PPのフォーム材をコアとしたバッテリー向けハウジング部材についてご紹介しました。「断熱性能」が最も高いという興味深いケースでした。全体のシステムを俯瞰的に把握する高い視点が必要条件となります。そこの技術が主体なのではなく、あくまで断熱性能をどうするか、という所がすべての出発点にあるということがわかります。その一方で、システム全体を見ながらも上記で紹介したような材料に関する知見も必要なのは事実。広い範囲のものに対して柔軟に対応していくということが重要だと思います。Reserved.-->。