PPS新能源选材指南：从800V平台到电池安全

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天赋异禀：

PPS 绝对战力爆表！

在新能源汽车这个高压化、轻量化、高安全，对材料提出极限挑战的考场里，

PPS，凭什么成为这个“天选之子”？

答案很简单：性价比碾压，性能还拉满。

▶ 显著的成本优势

在特种工程塑料家族中，PPS堪称“性价比之王”。

对比PEEK：当前PPS材料价格区间为 2.8–6.6万元/吨，而高性能PEEK材料价格高达30~90万元/吨。

算下来，PPS成本仅为PEEK的1/15至1/5，但性能却只打了8~9折。

对比金属材料：PPS密度仅为 1.3–1.8 g/cm³，比铝合金轻一半，比钢轻四分之三。

通过“以塑代钢”，可实现 30%–67%的减重效果。

对比碳纤维复合材料：碳纤维价格通常在 80,000–150,000元/吨，而相比之下，PPS不仅便宜，还更好加工、更适合量产。

▶  核心性能“拉满”

光便宜没用，关键还得能打。PPS的综合性能，几乎是为新能源车量身定做：

简单来说，它能同时扛住800V高压、1000℃火焰、电解液腐蚀与-40℃冷冲击，还能保持尺寸稳定、绝缘阻燃，并以塑代钢，帮助车企省下数亿元轻量化成本。

这样的“体质”，想不红都难。

就是与一众对手打擂台，PPS也总能笑到最后！

在“三电”系统的材料选型擂台上，我们找来了几款在性能区间、成本结构和应用场景上都与PPS高度重叠的工程塑料：PBT PPA/PA料 LCP。

一番较量后，你就能知道，为何最后胜出的总是PPS？

▶ PPS vs. PBT

一个“全能战士”，一个“经济适用男”

PBT——新能源车里用量最大的通用工程塑料之一，堪称“经济适用型选手”。

它价格亲民、流动性好、加工性强，复杂薄壁件也能轻松拿下。

但PBT的致命伤是：
❌ 怕酸——遇到锂电电解液或冷却液，性能迅速衰减；
❌ 怕水——易水解老化，时间一长就变脆；

❌ 耐热一般——长期使用温度不超过120℃，HDT仅约120℃；

❌ 依赖阻燃剂——长期使用还可能析出失效。

所以，PBT的确很适合成本敏感、工况温和的部件。但打“硬仗”（高压高温高腐蚀），还是得看耐热拉满、化学免疫、天生就自阻燃的PPS。

▶ PPS vs. PPA/PA料

一个稳如磐石，一个“见水就软”

PPA，不愧是“高温绝缘挑战者”。

在300℃的高温战场上，它确实有两把刷子：

✅ CTI值高，绝缘性能强；
✅ 耐热性略胜一筹；
✅ 韧性也好，适合承受振动或动态载荷的部件。

听起来很能打？别急——它跟PA料的致命伤一样，那就是：太“饥渴”。

PPA的吸湿率高了3~5%，PA料的高达19%左右（而PPS仅0.03%）！

这意味着一旦进入湿热环境（比如南方雨季、冷却系统附近），PPA/PA料就会“喝饱水”，尺寸膨胀、性能波动，长期可靠性大打折扣。

尤其，PPA成本还更高（通常比PPS贵15%~30%）。

所以，在新能源汽车这个“又湿又热又腐蚀”的复杂环境里，还是那个不喝水、不变形、不掉链子的PPS更让人安心。

▶ PPS vs. LCP

一个全能主力，一个就是“精密脆皮的薄壁专家”

在800V高压平台追求“更小、更快、更高频”的战场上，LCP是少数能打的狠角色：

✅ 流动性逆天：能注塑 0.2mm以下 的超薄壁零件，复杂微结构轻松成型；
✅ 耐热拉满：HDT超300℃，高温下不变形；
✅ CTI值高，绝缘性能优异，适配高频高速信号传输。

但LCP的致命伤同样扎眼：

❌ 价格昂贵：原料约10–20万元/吨，是PPS的2–4倍；
❌ 各向异性严重：分子高度取向，导致收缩不均，尺寸难控；
❌ 又脆又不能焊：抗冲击差，无法超声波或激光焊接，完全不适合承力结构；
❌ 只能做“小零件”：一旦尺寸稍大，翘曲变形直接劝退。

所以，LCP虽“薄”得惊艳，但用错场景，轻则良率崩盘，重则安全隐患。

综上，相比较PBT的怕酸怕热，PPA/PA料的见水就飘，LCP的脆皮还昂贵，PPS几乎是碾压式的全能。

尤其，去掉脆皮LCP料，再将剩下的穿上“铠甲”——+50%玻纤增强改性后，你会发现，这些料的‘脾性’变得更加清晰了：

所以，回归选材的本质：在“不可能三角”中寻找最优解！

那么，在耐热、耐湿、尺寸稳定性、强度、刚性等六大维度上全面领跑，几无短板的PPS，无疑是那个平衡感最好的“优等生”。

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进化之路：

PPS如何突破自身局限？

然而，即便如此全能。

在800V高压平台、热失控防护、轻量化结构等极端工况下，PPS依然面临三大严峻挑战：

❌ 一：韧性不足，存在脆性开裂风险的问题

缺口冲击强度低，在结构锐角或振动冲击下易发生脆断。

❌ 挑战二：长期热老化导致性能衰减的问题

在空气中200℃以上长期服役时，PPS分子链易发生氧化交联，导致材料变脆、韧性下降，影响全生命周期可靠性。

❌ 挑战三：各向异性引发翘曲变形的问题

玻纤改性后的PPS在注塑过程中玻纤取向，易导致不同方向收缩率差异显著，尤其在大型平板类零件（如电池端板、连接器壳体）中易出现翘曲，影响装配精度与密封性。

那么，如何破局？

锦湖日丽材先胜团队，材料攻城狮表示，这四大改性路径，可以让本就全能的PPS持续进化！

▶ 路径一：增强改性—更强、更稳、更轻

通过加入玻纤或碳纤或矿物填料或复合填充，大幅提升PPS的刚性、模量、尺寸稳定性等，尤其适合做电池支架、电机端盖这类对变形极其敏感的部件。

譬如，材先胜®PPS/GF料，在强度，模量均得到了大幅提高，材先胜®PPS/GM料的CLTE更接近金属，尺寸稳定性极好，更适用于高精度零件；

落地使用场景案例：

1-BMS壳体：使用料—材先胜®PPS/55%GF

核心性能优势：自熄性优异、结构强度高、成型飞边少、浮纤控制佳，外观质量稳定。

2-EV bus bar ：材先胜®PPS/30%GF

核心性能优势：高尺寸稳定性、优异的金属嵌件结合力、高强度、UL94 V-0 阻燃等级，支持激光打标。

3-汇流排：材先胜®PPS/50%GM

核心性能优势：高尺寸稳定性、优异的金属嵌件结合力、高冲击性能，以及高强度。

▶ 路径二：增韧改性—让“硬汉”也能“柔情”

很多人觉得PPS“太硬容易裂”，但通过增韧改性，它的抗冲击能力可以提升好几倍。

譬如，材先胜®增韧改性PPS，就显著提升了缺口冲击强度；

落地使用场景案例：

电器外壳：材先胜® 增韧PPS/40%GF

核心性能优势：高尺寸稳定，高韧性，高冲击强度、平衡的材料刚性，以及超低浮纤的良外观。

▶ 路径三： 合金化—跨界融合，1+1>2

把PPS和其他工程塑料“混搭”，融合各自优势。

比如，PPS/PPO合金，保留了高强度的同时，可以降低密度，起到减重的目的。

PPS/PA66合金：在保留PPS耐化学性的同时，又引入PA的韧性，改善了PPS冲击差的缺陷。

▶ 路径四： 功能化改性—从“结构件”迈向“智能载体”

功能化改性后的PPS，就更“智能”了。

比如导热PPS可以用在需要散热又不能导电的地方；

导电PPS则能直接参与EMC屏蔽设计，省掉额外金属层。

耐磨PPS：可显著降低摩擦系数与磨损率，寿命远超普通工程塑料。

落地使用场景案例：

1-医疗器械丝杆螺母：材先胜® 耐磨PPS

核心性能优势有：超低的摩擦系数，高尺寸稳定，高韧性，高冲击强度。

2-超充充电枪部件：材先胜® 导热PPS

核心性能优势有：超高导热性，在 800A 大电流工况下温升 ≤ 50℃；兼具优异机械强度与电气绝缘性能，可替代金属；卓越耐冷却液性；V-0 阻燃性；优异的耐电压性，在 3 kV 电压下持续 60 秒不击穿。

不得不说，改性后的PPS，已从基础的结构件，进化成了能承担散热、导磁等功能的“智能载体”。

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针对痛点：

PPS的实际落地表现？

当然，理论说再多，不如看实战。

那么，PPS在“三电”系统中，都在哪些关键的应用场景中，得到了落地实践呢？

场景一：800V高压连接器：绝缘性能的极限挑战

代表制件：过孔高压连接器、280高压连接器、绝缘子、外壳。

痛点： 800V平台带来快充优势，但也放大了材料缺陷：

高压互锁（HVIL）失效 → 整车断电；

CTI值不足 → 漏电起痕 → 短路起火；

吸湿膨胀 → 尺寸变化 → 密封失效（IP6K9K无法保证）。

传统工程塑料根本扛不住，PBT高温高湿下易碳化，PA吸水高，尺寸稳定性堪忧。

而，PPS却能凭高CTI值(600V)、和本征阻燃性(V-0级)和低吸水率(0.03%)，坚守战线！

所以，市面上，PPS在800V高压连接器中的应用，也是成效显著：

PPS与金属屏蔽层的协同设计：在高压连接器中，PPS通常与金属屏蔽层(铜编织网或导电涂层)协同使用，实现IP6K9K防护与EMC屏蔽  。

例如，星坤控股的高压连接器采用PPS绝缘子+金属屏蔽层设计，既保证了绝缘性能，又实现了电磁屏蔽效果(屏蔽电阻<3mΩ)    。

PPS在高压连接器中的用量占比：在连接器外壳和端子中，PPS用量占比超过60%，而金属屏蔽层仅用于端子和外部防护，降低了整体成本。

场景二：电池系统：安全与耐腐蚀的双重保障

代表制件：电池上盖、电池框架、电池隔板、电池槽、电池连接器、电子端子

痛点：新能源电车“永不燃爆”新国标即将落地，但，普通塑料（如PA66）高温火焰易烧穿；金属材料导热快，重量重，且需额外防火涂层。

只有PPS本征阻燃，还能做到在极端高温火焰的连续燃烧下不烧穿。

安全性远超铝合金和普通塑料，更能为电池“热失控”兜底 。

所以，在实际应用案例中，也PPS在轻量化与安全性上的平衡：

譬如，

吉利汽车电池盒上盖案例：与纳磐合作开发的连续纤维增强PPS电池盒上盖，重量从18kg降至6kg，减重67%，耐火烧性能显著 。该技术与吉利汽车中央研究院共同荣获汽车界”奥斯卡”——铃轩奖 。

某头部车企电池箱体减重：采用纳磐连续纤维增强PPS热塑复材制成的电池箱体，在火烧实验中在1000℃的高温下持续耐烧30分钟未被烧穿，显著提升了电池包的安全性。

场景三：电驱系统—高温下的尺寸稳定与耐久性

代表制件：IGBT模块外壳、电机转子骨架、定子、旋转变压器

痛点：作为心脏一样存在的电驱系统，电机、电控长期处于180-220℃高温，浸泡在水-乙二醇冷却液或变速箱油中，还要承受高速旋转带来的剧烈振动，尤其该系统对材料的精度要求极高。

在这样的极端工况下，普通工程塑料很快就会软化、溶胀或老化，根本招架不住；金属虽强，却也难以兼顾绝缘、轻量化与复杂结构成型。

但PPS，天生耐高温（长期220℃）、还低吸湿、高刚性、抗蠕、以及优异的耐化学品性，

除了强氧化性的浓硫酸、浓硝酸、王水，其他试剂几乎奈何不了它。

让它成为IGBT电驱系统中模块外壳、电机转子骨架等关键部件的理想材料。

尤其，通过不同的改性（如高刚性、耐磨、导磁），PPS还能精准满足电驱系统各种苛刻需求。

譬如：

✅ 高玻纤增强PPS（40–50% GF）

弯曲模量 >12 GPa，热变形温度 >260℃，长期使用温度达200–220℃，可广泛用于电机端盖、转子支架等高刚性结构件，确保高速运转下不变形、不松动。

✅ 耐磨PPS

通过 PPS 复配玻纤 / 碳纤 + PTFE，可大大优化零件的摩擦磨损性能，耐磨性远优于PA、PBT等材料，特别适用用在高温、低润滑，与金属对磨，或需要与水/化学液接触的环境。

✅ 导磁PPS（如NAPO PPS-PMX01）

通过复合高纯度铁氧体，实现高磁通量（2.75–2.9 Wb/m²）与高矫顽力（2.3–2.6 T），显著优于传统环氧+铁粉方案（磁通量仅1.5–2.0 Wb/m²）。虽不能替代硅钢片作为主磁路，但在槽楔、磁性支架等辅助磁路中，可有效引导磁通、减少涡流损耗。

实测显示：在CLTC工况下，系统效率提升约 0.26% —— 别小看这1%的提升，对一辆700km续航车型，意味着多跑近2公里，且无需增加电池、不牺牲空间，也不抬高成本。

✅ 导热PPS：局部散热的新思路

用于IGBT模块外壳或定子端部支架时，导热PPS（导热系数达2–3 W/m·K）可在保持电绝缘的前提下，将局部热点热量快速导出，降低芯片温升，延长功率器件寿命。

✅ 增韧PPS/GF：守护“神经末梢”

用于旋转变压器骨架等振动敏感件，缺口冲击强度提升3倍以上，在-40℃冷启动到200℃高温循环的严苛条件下，仍能避免疲劳开裂，确保位置信号稳定，防止整车突发限扭。

从高性能到高价值，从“扛得住高温”到“帮电机多跑2公里”，PPS早已不只是工程塑料。

通过持续改性，它已经进化成一种兼具性能与成本优势的高价值材料，高端新能源车真正的“隐形竞争力”。

超大的屏幕、智能的驾驶、震撼的音响。。。这些看得见的高科技，纵然很酷！

但，一辆能陪伴你数十年、守护你全家安全的车，更值得信赖！

而这份深层的“安全感”，正来自像PPS这样的“隐形守护者”：

▪在800V高压下绝不漏电的连接器；
▪在1000℃火焰中坚持30分钟不穿孔的电池盖；
▪在日复一日的振动、腐蚀、冷热交替中，始终不变形、不老化的结构件。

它们不声不响，却扛下了最严苛的考验。

这才是真正值得炫的技！

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