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我們先認識一些復合材料相關的縮寫：

 

FRP：Fiber Reinforced Plastics，纖維增強復合塑料，有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。生產方法分兩大類，即濕法接觸型和干法加壓成型。
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SMC：Sheet Molding Compound，片狀模塑料，干法制造不飽和聚酯玻璃鋼制品的模塑料。
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BMC：Bulk Molding Compound，團狀模塑料，半干法制造玻璃纖維增強制品的模壓中間材料。
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RTM：Resin Transfer Molding，樹脂轉移模塑成型。
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GMT：Glass Mat Reinforced Thermoplastic，玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料。
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LFT：Long Fiber reinforced Thermoplastics，長纖維增強熱塑性復合材料。
SMC（片狀模塑料）
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SMC復合材料是Sheet molding compound的縮寫，即片狀模塑料，是一種干法制造不飽和聚酯玻璃鋼制品的模塑料。主要原料由GF（專用紗）、UP（不飽和樹脂）、低收縮添加劑，MD（填料）及各種助劑組成。
SMC在二十世紀六十年代初首先出現在歐洲，在1965年左右，美、日相繼發展了這種工藝，此后快速增長，廣泛應用于運輸車輛、建筑、電子/電氣等行業中。我國于80年代末，引進了國外先進的SMC生產線和生產工藝。
SMC在汽車工業中的應用
1953年世界上第一部FRP汽車——GM Corvette制造成功，玻璃鋼/復合材料即成為汽車工業的一支生力軍。但傳統的手糊成型工藝只適于小批量生產，無法滿足汽車工業大規模的需要。
20世紀70年代開始，由于SMC材料的成功開發和機械化模壓技術以及模內涂層技術的應用，使玻璃鋼/復合材料在汽車應用的年增長速度達到25％，進入汽車玻璃鋼材料發展的第一個快速發展時期。
20年代90年代初，隨著環保和輕量化、節能等呼聲越來越高，以GMT（玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料）、LFT（長纖維增強熱塑性復合材料）為代表的熱塑性復合材料得到了迅猛發展，主要用于汽車結構部件的制造，年增長速度達到10～15％，掀起第二個快速發展時期。
? ? ? ?SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用? ? ? ? ?
玻璃鋼/復合材料汽車零部件主要分為三類：車身部件、結構件及功能件。?
1、車身部件，包括車身殼體、車蓬硬頂、天窗、車門、散熱器護柵板、大燈反光板、前后保險杠等以及車內飾件。這是玻璃鋼/復合材料在汽車中應用的主要方向，主要適應車身流線型設計和外觀高品質要求的需要，目前開發應用潛力依然巨大。主要以玻璃纖維增強熱固性塑料為主，典型成型工藝有：SMC/BMC、RTM和手糊/噴射等。?
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2、結構件：包括前端支架、保險杠骨架、座椅骨架、地板等，其目的在于提高制件的設計自由度、多功能性和完整性。主要使用高強SMC、GMT、LFT等材料。
3、功能件：其主要特點是要求耐高溫、耐油腐蝕，以發動機及發動機周邊部件為主。如：發動機氣門罩蓋、進氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導風罩、進氣管護板、風扇葉片、風扇導風圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發動機隔音板等。主要工藝材料為：SMC/BMC、RTM、GMT及PA/GF等。?
4、其他相關部件：如CNG氣瓶、客車與房車衛生設施部件、摩托車部件、高速公路防眩板和防撞立柱、公路隔離墩、商品檢測車頂柜等。
SMC在美國汽車工業中的應用
玻璃鋼/復合材料在汽車上應用最廣泛，工業科技水平最先進的，首推美國。??
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美國是世界上第一大玻璃鋼/復合材料生產與消耗國，在汽車上大量采用玻璃鋼/復合材料，使汽車輕量化取得了顯著效果。
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一些應用實例如下：
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1）GM EV1全FRP車身電動汽車，包括SMC車頂、SMC發動機蓋、SMC后背廂蓋、SMC車門、RRIM前翼子板、RRIM前后面板、RRIM后角板和后輪襯板、SRIM全空氣動力學前面板、玻纖增強PUR儀表板、RTM底盤。??
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2）Ford Calaxy前端支架（GMT）、Focus/C-MAX前窗下飾板（SMC）、Thunderbird前端板、發動機蓋板、前翼子板、后背廂蓋、后座蓋板（SMC）、Cadillac XLR門板、后背廂蓋、翼子板、前端板（SMC）、Lincoln Continental發動機蓋、翼子板、后背廂蓋（SMC）等。?
3）Chrysler Crossfire后導流板、擋風玻璃蓋板/a-立柱（SMC）；Maybach 后背廂蓋（SMC）；Alfa Romeo Spider和Smart Roadster等的發動機蓋板、后背廂蓋（SMC）等。?
SMC在歐洲汽車工業的應用
在歐洲，英、德、法、意、瑞典等國家較早采用了玻璃鋼/復合材料汽車部件。目前玻璃鋼/復合材料已在梅德賽斯－奔馳、BMW、大眾、標致－雪鐵龍、沃爾沃、菲亞特、蓮花、曼恩等歐洲汽車廠的轎車、客車和載貨車等各種車型中大量應用。汽車復合材料年消耗量約占其復合材料年產量的25％左右；其中35％左右的SMC、80％以上的GMT與LFT均用于汽車部件制造。
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最新應用實例如下：?
1）梅德賽斯－奔馳轎車：CL coupe 后背廂蓋（SMC），運動型 Coupe 后尾門（SMC）；SLR天窗、隔音罩、通風側板、后擾流板（SMC）；S系列后保險杠支架（GMT/LFT）；E系列車燈反射罩（BMC）等。
? ? ? ?SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用? ? ? ?梅德賽斯－奔馳Coupe車型SMC后尾門??
2）BMW 3系列Touring和X5的后擾流板（SMC）、BMW Z4硬頂（SMC）、BMW系列后保險杠支架（GMT/LFT）、BMW 5系列車燈反射罩（BMC）等。?
3）VW Touareq/Polo GT1/Lupo GT1/FS1后擾流板（SMC）、VW Golf R32 發動機蓋（SMC）、Audi A2分割式儲物箱（SMC）、Audi A4可折疊型后背箱蓋（SMC）、VW Golf A4車燈反射罩（BMC），以及Golf全復合材料車身電動車。
? ? ? ?SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用
?全FRP車身電動車?
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4）標致607備胎箱（LFT），標致405保險杠支架（LFT），標致807后尾門、翼子板（SMC）；以及雪鐵龍系列Berlngo車頂模板（SMC），Xantian前端支架（LFT），AX尾部底板總成（GMT），C80后尾門（SMC）等。
5）Volvo XC70、XC90、V70后尾門（SMC/BMC）以及Renault Espace后舉升門、側門、側護板及車頂（SMC）和Mosaic前端結構骨架總成（LFT）、車燈反射罩（BMC）。?
6）在梅德賽斯－奔馳Actros/Actros Megaspace、MAN TG-A和F2000、Volvo FH/FM系列、Renault Magnum/Premium/Midlum、Premium H130以及Scania以及Iveco Stralis等新型重型載貨車車型上，均大量使用以SMC為主導的復合材料。
? ? ? ?SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用
復合材料在重型載貨車典型應用實例——MAN TG-A
? ? ? ?SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用??Volvo FH/FM系列用D12發動機油底殼??
SMC在日韓國家應用情況
日本采用玻璃鋼/復合材料的步伐和進展要落后很多，主要原因是日本冶金工業發達，鋼材質優價廉。直到20世紀80年代中期，日本才正式開始積極研究開發FRP汽車部件，并轉入規模生產，其中大部分采用SMC工藝，而且呈逐年上升趨勢。韓國汽車工業基本上走日本汽車材料發展之路。?
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SMC在中國汽車工業中的應用現狀
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到20世紀80年代中后期，中國汽車工業逐步改變了傳統手糊工藝單一作業模式，通過技術引進與消化吸收融入了SMC、RTM、噴射等工藝技術，形成了一定的規模化生產技術與能力，零部件質量大幅提高。我國汽車復合材料的大規模應用始于引進車型上，也在自主開發的一些車型上得到應用，尤其在近幾年來取得了長足發展。
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SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用? ? ? ? ?
轎車方面的應用
目前我國轎車進口車型的復合材料部件基本沿用原廠設計，部分實現本地化生產配套，但相當一部分部件依然需要進口；國產品牌轎車上復合材料部件還較少使用。?
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應用實例：
1）北京奔馳300C油箱副隔熱板（乙烯基酯SMC）；
2）北汽二代軍車――勇士系列的硬頂、發動機蓋、翼子板（手糊FRP）、前后保險杠、蓄電池托架（SMC）等；
3）鄭州日產銳騏（SUV）頂飾件總成、中隔窗（SMC）；
4）東風雪鐵龍標致307前端支架（LFT）；
5）上汽榮威的底部導流板（SMC）；
6）上海通用別克凱悅、君悅的天窗板（SMC）、后靠背骨架總成（GMT）；
7）上海大眾帕薩特B5底部防護板（GMT）；南汽名爵（MG）車頂（SMC）；
8）奇瑞在新車型開發中設計使用SMC制造車門。
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客車方面的應用
玻璃鋼/復合材料在國內大型、豪華客車中均有應用，幾乎囊括如金龍、西沃、安凱、宇通、丹東黃海、福田歐V等所有客車廠家的所有車型，涉及應用部件有前后圍、前后保險杠、翼子板、輪護板、裙板（側圍板）、后視鏡、儀表板、倉門板等。由于此類客車部件類多、較大、量小，一般采用手糊/噴射或RTM工藝成型。?
在中小型客車中，玻璃鋼/復合材料也有廣泛應用。如南京依維柯S系列車的SMC前保險杠、手糊/RTM硬頂、BMC前大燈反射罩，都靈V系列車的SMC豪華面罩、電動門總成、三角窗總成、后行李廂門總成和FRP后圍總成等。近年來，玻璃鋼/復合材料在微型客車領域應用有所增加，而且有應用SMC、RTM工藝逐步替代傳統手糊工藝的趨勢。??
SMC在電動汽車電池包中的應用
隨著最近兩年電動汽車的快速崛起，為了提升續航里程，整車對輕量化要求仍然強烈。復合材料在電池包殼體上取代金屬，也不斷取得進展。SMC應用于電池包殼體，有以下優勢：
1、SMC產品模具價格比金屬沖壓模具低50-60%。
2、SMC產品價格比金屬件低10%-15%。
3、SMC產品重量比金屬件輕40%。
隨著產品性能的提升和設計的改善，越來越多的電池包殼體，包括下殼體采用了SMC方案。
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SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用? ? ? ? ?
電池包下殼體由于要承受碰撞、高低溫、腐蝕等更苛刻的環境，一般都還采用金屬方案，但是隨著復合材料加工工藝和產品設計的改善，其在下殼體也有望得到應用，這將使電池包的重量進一步大幅降低。
2022年3月30日，艾邦將在常州舉辦“2022年新能源汽車動力電池系統高分子材料論壇”，將有SMC輕量化材料在電池包中應用的探討，歡迎參加。
參考資料：江西瑞麟科技，百度等

原文始發于微信公眾號（鋰電產業通）：SMC（片狀模塑料）在汽車及動力電池包中的應用

作者 li, meiyong

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