新能源汽車的核心零部件系統——動力電池包對塑料殼體材料有較大的需求,在電池模組外殼和電池包密封蓋上塑料材料已經有了廣泛應用。更高安全性和更高能量密度是動力電池系統發展的趨勢,對電池模組外殼、電池包密封蓋和電池托盤從材料性能、結構設計、工藝制造和成本控制等方面不斷提出新的要求。那么塑料殼體對動力電池系統性能有哪些影響呢?
新能源汽車上塑料殼體材料的典型應用
一、模組外殼
模組外殼塑料發展趨勢:輕量化+設計集成化
對材料的要求:
材料具有更好的力學性能;
材料易成型為薄壁件。
1. 典型材料:PPO; PC/ABS
材料性能數據表:
材料阻燃性能對比(UL94):
2.模組外殼材料發展示例:PPS改性料
基礎性能:
阻燃性能:
二、密封蓋
1. 動力電池用密封蓋材料對比
密封蓋設計最初多采用PP和鋼材質,但限于阻燃和重量,目前密封蓋大量采用普通SMC和LFT,少量采用鋁合金
圖SMC電池蓋
圖LFT電池蓋
2.輕質SMC電池包密封蓋
材料參數:SMC具有阻燃性能高的優點,但傳統密封蓋密度大,重量較重。BYD自主研發的低密度SMC產品,具有非常好的阻燃性能和輕量化效果。
性能測試:裝配電池包進行整體測試,性能達標。
新能源車用塑料殼體材料的發展趨勢
新能源車用塑料殼體材料的發展趨勢:輕量化
塑膠材料在新能源汽車輕量化的應用上機遇與挑戰并存,高性能金屬材料發展同樣迅速,如新型高強鋼、七系鋁合金和鎂合金等材料同步尋求在新能源汽車輕量化上的應用。
2018年乘用車補貼政策
針對動力電池包的專門補貼
動力電池包能量密度提升的途徑:
電芯能量密度的提升。
非電芯部分(如模組外殼、電池托盤)的輕量化。
一、電池托盤的輕量化
碳纖維的比強度和比模量均大幅度高于鋁合金和結構鋼材,有希望實現電池托盤的明顯減重。
表1:力學性能對比
表2:差異性
1. 碳纖維復合材料方案
減重30%,并且在動力電池熱管理上存在優勢,同步兼顧阻燃、隔熱、耐電解液、絕緣和密封性能。
擠壓測試:橫擠和豎擠都能達到100KN擠壓測試的要求
火燒測試:按照國標汽油火燒,保持骨架完好。
振動測試:通過。監控電池電壓和溫度無異常,托盤和連接結構無破壞。
2.來自其他輕質材料的挑戰——鎂合金
性能優勢:
比重小:鋁的2/3,鐵的1/4;
比強度高:比鋁合金高50MPa,是碳鋼2倍;
減震性好:阻尼性優于鑄鐵;
抗沖擊好:優于鋁合金和軟鋼;
易設計:結構設計與其他金屬材料相似;
新能源汽車塑料主要有幾種:輕量化材料,這種材料跟傳統汽車的區別不大,只是新能源汽車對于輕量化的需求更加強烈;另外一種就是跟電有關的材料,比如連接器,充電接口,動力電池周邊的材料。為了讓加強艾邦粉絲在新能源汽車塑料,特別是與電相關材料的交流,特建立動力電池微信群,歡迎產業鏈上下游的朋友加入。同時,為推動產業鏈發展,艾邦將長期向業內專業人士邀稿,歡迎投稿!
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