将复合材料用于电动汽车电池封装外壳的益处
发布时间：2021-2-4 12:11
发布者：eechina
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作者：Exel Composites 美国环境保护署（EPA）表示，汽车重量每减轻100磅，燃油经济性就会提高1-2％。电动汽车（EV）行业正致力于提高能源效率和缓解“里程焦虑”，这无疑带来了商机。与传统金属产品相比，使用复合材料制作的电动汽车电池封装外壳有助于达成车体轻量化任务，并提供更大的结构优势。全球复合材料生产商Exel Composites的运输部门负责人Jari Sopanen对此作了阐述。 电动汽车的电池封装外壳（也称为电池槽、盒或外壳）主要用来包装和保护电池。它们的形状和大小各不相同，并且正如其他汽车部件一样，在用材方面可有多种选择，不同材料间的竞争也较为激烈。 铝和钢是电池封装外壳的传统材料选择。然而，复合材料可以提供更好的替代选择，将大大提高电动汽车的性能。 难题 目前，电动汽车的大规模普及受到里程焦虑的困扰，因为人们担心车辆一次充电后行驶距离不够长。为了减轻里程焦虑，人们毫无疑问需要安全、轻便且具有成本效益的电动汽车。为了使电动汽车能够在市场中实现这一目标，其组件也必须具备这些特质。如果某一部件可以使用较轻的材料制造而又不影响安全性和功能性，那么对于原始设备制造商（OEM）和系统供应商的设计师和材料筛选人员而言，这无疑是个明智的选择。 在某些方面，用复合材料代替金属材料不仅可以媲美过去的功能性，甚至可以超越先前的性能，这是因为复合材料带来了额外的优势。一个很好的例子就是电动汽车的电池封装外壳，因为复合材料可减轻重量，改善隔热保温性，降低噪音，减少振动，同时降低声振粗糙度。让我们仔细地看看复合材料特色的方方面面： 减轻重量 可以说，选择复合材料的主要驱动因素是减轻车体重量，如果电池外壳由100％的复合材料而不是铝制成，则车体重大最多可减轻40％。由复合材料制成的电池封装外壳重量较轻，对整车设计具有积极的连带效应。由于电池盒因素导致车体重量减轻，因此在牵引较轻的车辆时，所需的电池和发动机尺寸都会减小。这种积极的螺旋效应可降低车辆成本和里程焦虑，有助于大力促进电动汽车的规模化使用。 隔热性 复合材料除了材质较轻的特质外，还避免了对单独隔热系统的需求，这进一步减轻了车体重量，有助于精简供应链和价值链。对于金属电池封装外壳，需要在材料周围加装隔热保温系统，以保持电池的工作温度。由于复合材料具有隔热保温特性，在防止传热方面有着很好的效果，因此无需在系统中加装更多的增重部件。 噪音、振动和声振粗糙度 虽然不是事关安全性的关键因素，但低噪声车辆在商业上更具可行性。噪声、振动和声振粗糙度（NVH）是振动或噪声产生的结果，这些振动或噪声会在驾驶室内通过声音传播和发散。相对于金属材料而言，复合材料的噪声、振动和声振粗糙度（NVH）较小，因为它们具有固有的阻尼特性。这对于电池封装外壳和其它车辆部件而言都是如此，两者的差异性可能意味着在驾驶体验方面，一个更豪华舒适，而另一个舒适度要差一些。 安全性 从更大的车身来看，复合材料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，还可以保护车辆中的乘客。复合材料的强度和刚度特性超过了铝或钢，从而能够提供更好的碰撞安全性。这种结合将需要电池封装外壳供应商和底盘设计者之间的密切合作，但对于提高车辆安全性而言，的确是切实可行的。 拉挤成型 规模化生产对于降低总体成本至关重要。可以使用连续制造方法来生产电动汽车电池盒组件，例如拉挤成型。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，纤维才是承载材料负载的部件。与复合材料制造商紧密合作可以让你精确地设计纤维含量和排列方式，以实现最佳的重量强度比特性。 今后会如何演变？ 如果像美国环境保护署（EPA）预测的那样，原始设备制造商（OEM）能够从汽车轻量化中获得能效回报，那么复合材料无疑将发挥作用。其作用不仅仅是简单地减轻车辆的重量，而且还能够改善碰撞安全性，提升车辆的动态表现和驾驶体验，以及提高车辆的整体强度。里程焦虑仍然是电动汽车行业必须克服的关键难题之一，而考虑选择传统电池外壳材料之外的材料是减轻车体重量和提高燃油经济性的重要一步。 如欲了解有关Exel Composites如何通过外壳和其它产品为汽车行业提供支持的更多信息，请立即访问我们的网站。 如果您想及时了解Exel提供的最新新闻资料、关注热点的博客内容和案例研究，请访问以下网站：https://exelcomposites.com/events-and-insights/。 要了解更多信息，请联系：Exel Composites PLC，集团管理办公室，地址为Mäkituvantie 5, FI-01510 Vantaa, Finland |
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