A evolução acelerada da mobilidade elétrica está impondo requisitos radicalmente mais rigorosos para os componentes plásticos nos veículos, especialmente no que concerne à resistência ao envelhecimento químico e térmico. A BASF responde a este desafio com o desenvolvimento e a validação de uma nova geração de materiais de poliamida, projetados para superar as demandas do cenário automotivo futuro.
A transição para a eletrificação altera fundamentalmente o perfil de estresse dos componentes no compartimento do motor. Processos frequentes de carregamento da bateria, que exigem sistemas de refrigeração e controle térmico em operação constante, elevam drasticamente a vida útil exigida das peças plásticas. Enquanto em motores de combustão interna a expectativa era de aproximadamente 5.000 horas em temperatura de operação, os componentes para veículos elétricos agora devem suportar de 45.000 a 55.000 horas sob essas condições. Estes materiais são empregados em aplicações críticas, como bombas, válvulas e outros elementos do circuito de gerenciamento térmico da bateria e do trem de força elétrico.
Para garantir a confiabilidade ao longo deste período estendido, a BASF adaptou suas metodologias de avaliação. Tradicionalmente, a durabilidade de plásticos para o setor automotivo era testada principalmente em ambientes de ar quente. No entanto, para simular com precisão o ambiente severo de um veículo elétrico, a empresa transferiu métodos consagrados para testes de armazenamento em hidrólise. Este processo envolve o envelhecimento acelerado dos materiais em misturas de água e glicol, fluidos comuns nos sistemas de refrigeração.
A validação é realizada aplicando a equação de Arrhenius, um princípio fundamental da cinética química que descreve a relação precisa entre o aumento da temperatura e a aceleração da taxa de reações de degradação. Esta abordagem científica permite extrapolar, com alto grau de confiança, a vida útil do material em condições normais de operação a partir de dados obtidos em testes acelerados em laboratório.
Como parte de uma série de testes iniciada em agosto de 2020, a BASF submeteu uma de suas poliamidas de última geração, comercializada sob a marca Ultramid, a essa rigorosa bateria de avaliação. O material em questão foi especificamente projetado com uma resistência à hidrólise otimizada, além de apresentar aptidão para marcação a laser, ser reforçado com fibra de vidro e possuir baixo teor de halogênios, atendendo assim a padrões regulatórios e de segurança crescentes.
Os resultados, após cinco anos de análise, são significativos. As propriedades mecânicas e a integridade do poliamida testado permitiram uma extrapolação que indica uma vida útil funcional superior a 100.000 horas sob as condições específicas do teste. Esta performance oferece à indústria automotiva, incluindo os segmentos de carros de passeio e veículos comerciais pesados, um nível de segurança e previsibilidade essencial para o projeto de componentes duráveis e confiáveis para a nova geração de veículos.
A disponibilidade de materiais com essa performance estendida é considerada um facilitador crítico para a confiabilidade a longo prazo e a sustentabilidade dos veículos elétricos, contribuindo para a redução de falhas prematuras e garantindo a integridade dos sistemas de gerenciamento térmico ao longo da vida útil do veículo.