传统车用电池箱体采用钢板、铝合金等材料铸造。然后对表面进行喷涂处理。随着汽车节能环保和轻量化发展,电池壳体材料也出现了玻纤增强复合材料、SMC片状材料、碳纤增强复合材料等多种轻量化的材料选择。
(图示:电动汽车电池箱)
钢制壳体
钢制电池包壳体是原始的动力电池包壳体材料,一般采用铸造钢板焊接而成。强度高、刚性高,质量重。表面需要进行防腐处理,使其在长期高温条件下仍具有较好的防腐效果。
铝合金壳体
汽车动力电池包采用铝合金材料具有易加工成型、高温耐腐蚀性、良好的传热性和导电性的特点。铝合金壳体(除壳盖外)可一次拉伸成形,相对于不锈钢,可以省去盒底焊接工艺,在进行焊接时就不会出现因为金属元素烧损而导致寒风质量下降等问题。此外,铝合金壳体还有以下三大优势:
1、使用寿命长。铝合金壳体经过模拟老化试验表明其使用寿命在20年以上,远远超过了金属等传统材料。
2、防爆性能。动力电池铝壳盖板上特别设有防爆装置,在电芯内部压力过大的情况下,防爆装置会自动打开泄压,以防止出现爆炸的现象。
3、阻燃、无烟、无毒。铝合金材料的阻燃性等级可达FV0,在高温灼烧下发烟量级别达15级,烟气无毒,毒性级别为ZA1(准安全一级)。
SMC复合材料
即片状模塑料,主要原料由GF(专用纱)、UP(不饱和树脂)、低收缩添加剂、MD(填料)及各种助剂组成。具有以下几大特点:
1、抗疲劳性能好。SMC复合材料的拉伸强度略好于钢材,钢材及大多数金属材料的抗疲劳普遍高于这一数值,高可达70%-80%。
2、电性能好。SMC符合材料不仅具有杰出的电绝缘性,而且在高频下亦能保持良好的介电性能,不受电磁作用,不反射电磁波。
3、缺口敏感性。当构建超载并有少量纤维断裂时,载荷迅速分配在为破坏的纤维上重新达到力学平衡。这是金属构件不能相比的。
4、轻质高强。SMC符合材料的比模量与钢材相当,但其比强度可达到钢材的4倍。
碳纤维增强复合材料
碳纤维复合材料作为性能表现比SMC复合材料还要优秀的高性能复合材料,在电池箱外壳方面,同样表现优异。
碳纤维增强复合材料是解决汽车轻量化发展的有效途径之一,目前,碳纤维复合材料已成为传统金属材质电池箱体的理想替代品。与金属材料相比碳纤维密度约为1.7g/cm3。拉伸强度3000MPa,弹性模量230GPa,质轻高强,耐高温,耐摩擦,抗震,热膨胀系数低。
以苏州挪恩复合材料与国内某电动汽车厂商合作研发的碳纤维电池箱产品为例,根据目前各项试验后所得数据,挪恩复材合作合计研发的碳纤维复合材料电池箱不仅在强度、耐高温、热膨胀方面表现优异,轻量化效果也十分明显,相较传统铝合金以及钢等材质的电池箱外壳,整体重量减轻了约60%。
面对日益恶劣的自然环境,越来越多的人选择绿色出行减少尾气排放,其中新能源电动汽车就是一个很好的选择。从新能源电动汽车的各项数据就可以看出,新能源汽车成为了越来越多的选择,而挪恩复材也始终谨记利用自身优秀的高科技技术回馈社会造福大众,使得越来越多的人可以使用到碳纤维复合材料。