【复合材料资讯】电动汽车电池外壳该选择什么样的复合材料才能减轻重量?

2021-3-8

【复合材料】

让我们考虑与传统金属产品相比,复合材料电动汽车电池外壳如何支持整体轻量化任务,并提供更多的结构优势。电动汽车的电池外壳(也称为框架、盒子或外壳)的主要目的是保持和保护电池。它们具有不同的形状和大小,并且与其他汽车部件一样,是争夺知名度的几种材料的发挥作用的地方。铝和钢是传统的材料选择。但是,复合材料可以提供改进的替代方案。

电动汽车面临的障碍

目前,大规模电动汽车的采用受到范围焦虑的困扰,因为人们担心车辆一次充电就无法行驶足够远的距离。为了减轻这种情况,毫无疑问,需要安全,轻便和具有成本效益的电动汽车。为了使这些电动汽车进入市场,构成它们的组件还必须具备这些品质。如果可以使用较轻的材料来制造零件而又不影响安全性和功能,那么对于原始设备制造商和系统供应商而言,对于设计人员和材料选择人员而言,这无疑是轻而易举的事。在某些情况下,从金属转换为复合材料不仅与以前的功能匹配,而且还带来了更多好处,从而超越了以前的功能。这在电动汽车电池外壳的情况下得到了证明,因为复合材料可以减轻重量,改善绝缘性,降低噪音,减少振动和降低噪音。

复合材料可降低EV重量

可以说这是选择复合材料的主要驱动力,因为如果外壳由纯复合材料而不是铝制成,则可节省多达40%的重量。较轻的电池盒会对整个车辆产生积极的连锁作用。车辆重量较轻时,需要较小的电池(或混合动力车要减小的发动机尺寸)来牵引车辆。这种积极的螺旋效应可降低车辆成本和行驶里程焦虑,这将在电动汽车的大规模采用中发挥重要作用。

无需单独的绝缘系统

除了本身就是一种较轻的材料外,复合材料还消除了对单独的隔热系统的需求,该系统可进一步减轻重量,并有助于简化供应和价值链。对于金属电池外壳,需要在材料周围增加绝缘系统,以将电池保持在工作温度下。由于复合材料的绝缘性能,这些材料已经在防止传热方面做得很好,而无需在系统中增加更多的重量增加部件。

降低NVH的电动汽车

虽然不是安全性至关重要的因素,但安静的车辆是更具商可行性的车辆。NVH是振动或噪音的结果,这些振动或噪音会在机舱内以声学方式传播和辐射。复合材料的NVH比金属的少,因为前者具有固有的阻尼特性。对于电池盒以及其他车辆部件而言,这是正确的,并且可能意味着豪华驾驶体验与不舒适驾驶体验之间的差异。

提升电动汽车安全性

纵观更广阔的车辆,复合电池外壳可以设计为车身结构的一部分,不仅可以保护电池,还可以保护车辆的乘客。复合材料的强度和刚度特性超过了铝或钢,从而提供了更好的碰撞安全性。这种整合将需要电池盒供应商和底盘设计者之间的密切合作,但确实有可能提高车辆的安全性。

拉挤成型

大批量生产对于降低总体成本至关重要。可以使用拉挤成型等连续制造方法来生产EV电池盒组件。与其他复合材料制造方法相比,拉挤成型工艺使复合材料制造商可以在相同的横截面中填充更多的纤维,从而可以制造出更坚固但更轻的部件。

记住,纤维是承载材料负载的部分。与复合材料制造商紧密合作,可使设计人员精确地设计纤维含量和排列方式,从而以最佳价格获得最佳的强度和重量性能。

复合电动汽车电池盒的下一步是什么?

如果OEM能够获得EPA预测的轻量化的能源经济回报,那么复合材料无疑将发挥作用。这可能不仅仅是简单地减轻车辆的质量,而且还提高了碰撞安全性,驾驶动力和体验以及车辆的整体强度,其作用要大得多。范围焦虑仍然是电动汽车行业必须克服的关键障碍之一,在传统的电池外壳材料选择之外进行思考是减轻车辆重量和提高燃油经济性的关键步骤


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