目前用于汽車的管路材料可以分為三大類，分別是金屬、橡膠和尼龍塑料。
新能源汽車冷卻系統(tǒng)按照冷卻介質(zhì)可分為氣冷、液冷和相變材料。液冷是目前新能源汽車冷卻的主要方式，包括水冷和油冷。冷卻液管路作為新能源汽車上的重要零部件，需要滿足耐水解、耐油、耐高溫、輕量化等多種要求。
對新能源汽車來說，金屬鋁冷卻管路特點是散熱效率高、重量較輕，成本高，發(fā)展方向是在PTC、水泵、chiller集成式鋁冷卻管路上。橡膠軟管因為環(huán)境適應(yīng)性較差或者冷卻效率低應(yīng)用較少，如硅膠管冷卻效率較低、重量偏高、易老化。尼龍管等由于重量輕，加工工藝簡單，已逐漸成為冷卻潤滑管路的主要使用材料。另外，熱塑性彈性體TPV兼具橡膠和塑料的特性，在冷卻管路上也越發(fā)受到關(guān)注。
本文主要對新能源汽車冷卻液管路主要發(fā)展方向的尼龍管路和彈性體管路方案進行介紹。歡迎加入艾邦新能源汽車材料技術(shù)群：
應(yīng)用于冷卻液管路的尼龍主要有脂肪族和芳香族的尼龍。脂肪族以PA11、PA12、PA612為為代表，芳香族以 PA9T、PA11T為代表。
由于聚酰胺材料中含有酰胺基 (－NHCO－)， 而汽車用冷卻液成份為聚乙二醇和水，在這樣的介質(zhì)中，酰胺基會發(fā)生醇解以及水解，普通的聚酰胺材料不適用于冷卻液介質(zhì)中。
針對此問題，杜邦、EMS、Basf、Arkema等知名尼龍公司均開發(fā)出了對應(yīng)的耐水解的聚酰胺材料，適用于汽車冷卻液介質(zhì)環(huán)境中。
尼龍類的塑料管路可以用在電機艙內(nèi)、底盤處、電池包內(nèi)，根據(jù)不同位置的溫度、壓力以及裝配性的不同要求，選擇對應(yīng)耐溫等級的尼龍材料以及結(jié)構(gòu)類型。尼龍類冷卻液管路也將是未來新能源汽車上冷卻液管路最主要的產(chǎn)品類型。
不同位置對應(yīng)的尼龍冷卻液管結(jié)構(gòu)推薦
上述管路外徑一般介于Φ8～Φ24 mm之間，壁厚在1～1.5 mm之間。
根據(jù)實際應(yīng)用需要，尼龍管的形態(tài)、總成連接方式以及性能要求有所不同。
(1) 光滑管:適用于絕大多數(shù)的冷卻液管路;
(2) 波紋管:主要應(yīng)用于電池包內(nèi)的支管以對連接區(qū)域較狹窄的位置。
(1) 冷插接:對快速接頭材料要求比較低的連接形式，適合絕大部分位置;
(2) 激光焊接:對快速接頭材料要求高的連接形式，但部分位置管路的泄漏量要求很高，且在電池包內(nèi)的裝配空間很小，冷卻液管路總成更適宜采用激光焊接的形式。
冷卻液管路對液體泄漏量、耐酸性、耐冷卻液動態(tài)疲勞性等具有要求。
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耐酸性介質(zhì)要求: 在電池包內(nèi)的管路，部分整車廠會有耐酸性介質(zhì)的要求， 需要選擇耐酸性介質(zhì)性能好的材料，一般用PA9T/PA12結(jié)構(gòu)的管路，能夠滿足耐酸性要求。
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耐冷卻液動態(tài)疲勞性能要求: 模擬整車的溫度、壓力工況以及振動狀態(tài)，各位置的動態(tài)疲勞性能要求均有所不同。
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其他的性能要求，如爆破壓力、吹除壓力、靜態(tài)老化實驗、阻燃實驗等，不同整車廠有不同的要求。
在NVH方面以及柔性連接方面，采用TPV( PP/EPDM) 彈性體材料的冷卻液管路較聚酰胺類冷卻液管路有明顯的優(yōu)勢。
彈性體類的冷卻液管路主要應(yīng)用于電機艙內(nèi)冷卻管路，尤其適合于對柔性連接有特殊要求的位置。
冷卻液管路用的熱塑性硫化彈性體(TPV)是采用動態(tài)全硫化技術(shù)制備的一類共混型熱塑性彈性體材料。
20世紀70年代末期，美國Monsanto公司將熱塑性PP樹脂與EPDM橡膠熔融共混，然后投入交聯(lián)劑，橡膠相在強烈的機械剪切作用和交聯(lián)劑的化學交聯(lián)作用下，被剪切破碎成大量微米級交聯(lián)橡膠顆粒，分散在熱塑性樹脂連續(xù)相基體中的過程生產(chǎn)出了EPDM/PP等熱塑性彈性體(商品牌號為/Santoprene)，成功地把硫化橡膠的一些特性(如耐熱性能和低壓縮變形性能)與塑料的易加工特性結(jié)合在一起，使熱塑性彈性體真正地走向市場。
橡膠材料制備過程中常用的硫化體系有3種:硫磺硫化體系、過氧化物硫化體系和酚醛樹脂硫化體系。
硫磺硫化體系要求橡膠主鏈有雙鍵，但TPV最常用的EPDM基材是飽和橡膠，沒有雙鍵，所以硫磺硫化體系不適用于TPV材料。
過氧化物硫化體系采用的過氧化物有雙25、無味DCP，缺陷是TPV熔體強度相對要差，另外要做到全硫化有一定的難度。對應(yīng)的TPV材料強度低，進而影響最終管路制品強度和疲勞耐久性。
酚醛樹脂硫化體系的TPV有更好的熔體強度、耐氣候、耐高溫性能、耐油及化學品性能，缺點是硫化工藝復雜，酚醛樹脂硫化慢，材料有輕微色差并有吸濕性。
綜上，對有長期耐疲勞性能、耐冷卻液化學性能、耐高溫性能的冷卻液管路，選用酚醛樹脂硫化體系的TPV是最佳。
適用于冷卻液管路的TPV材料硬度范圍為邵氏75A～40D，可以滿足－40～135℃的溫度要求。冷卻液管路用TPV彈性體綜合了EPDM 和PP的優(yōu)點，具有優(yōu)異的抗老化性能、良好的耐熱性能、抗永久變形性能、抗張強度、高韌性和高回彈性，以及環(huán)保性能和可重復使用、電絕緣性能。
以?？松梨谕扑]應(yīng)用于汽車冷卻液管路的的 TPV 材料性能為例，列表如下。
由于TPV材料的拉伸強度、撕裂強度較低，為滿足汽車對于冷卻液管路的耐壓要求，TPV冷卻液管路需要增加纖維增強層制作TPV/增強層/TPV的結(jié)構(gòu)管路來滿足長期耐久承壓性能。
總的來說，輕量化、環(huán)保、低成本的汽車行業(yè)發(fā)展趨勢決定了新能源汽車配套的汽車冷卻液管路發(fā)展趨勢是以塑代金屬、橡膠管路總量減少，而聚酰胺類的冷卻液管跟彈性體冷卻液管會在未來得到大力開發(fā)使用。
參考素材：新能源汽車冷卻液管路的發(fā)展趨勢，王娟；網(wǎng)絡(luò)資料等。
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2022年新能源汽車電池系統(tǒng)高分子材料論壇
2022年3月17日
常州
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序號
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暫定議題
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1
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動力電池包箱體輕量化設(shè)計與選材
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2
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SMC/碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料實現(xiàn)電池箱的輕量化
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3
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聚丙烯鋁塑膜在軟包電池中的應(yīng)用
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4
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動力電池模組的設(shè)計及選材
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5
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鋰離子電池熱管理系統(tǒng)及選材
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6
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導熱硅膠在鋰電池散熱系統(tǒng)中的應(yīng)用
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7
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電動汽車電氣系統(tǒng)（接插件、線路等）材料解決方案
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8
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充電樁、充電槍用高分子材料解決方案
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9
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BMS系統(tǒng)用高分子材料
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10
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電機用高分子材料
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11
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氫燃料電池的高分子材料解決方案
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12
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阻燃PA、PC、PBT、PPS、PP等塑料在電池包系統(tǒng)的應(yīng)用
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13
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鋰電池隔膜用高分子材料（PP、PE等）
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14
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聚偏氟乙烯（PVDF）在鋰電池中的應(yīng)用
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15
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鋰離子電池負極粘結(jié)劑用丁苯橡膠
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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦高分子）：新能源汽車冷卻管路材質(zhì)趨勢：尼龍和TPV將淘汰金屬和橡膠
