來源：中國合成樹脂網(wǎng) 2022-01-04 11:16:50
為研究電動(dòng)汽車的電池殼罩是否能采用高科技的熱塑性塑料進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，特殊化學(xué)品公司朗盛與德事隆集團(tuán)旗下考泰斯公司（也叫考特斯德事隆）已展開了多年的合作，在一項(xiàng)可行性研究中，共同開發(fā)出一種接近量產(chǎn)的技術(shù)示范樣品。該電池殼罩系統(tǒng)的長、寬尺寸分別為1400 mm，是一種技術(shù)復(fù)雜的大尺寸全塑殼體部件，以公斤為單位的重量在兩位數(shù)的中間范圍內(nèi)。
該項(xiàng)目的目標(biāo)是，證明熱塑性塑料在減重降本、功能集成及電絕緣性方面相對于金屬的優(yōu)越性。
“作為第一步，我們已完全摒棄了使用金屬的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)證明了我們可以商業(yè)化地生產(chǎn)這些復(fù)雜的大型部件。”考泰斯公司產(chǎn)品開發(fā)總監(jiān)Felix Haas解釋道。
“下一步，考泰斯和朗盛希望利用這項(xiàng)合作產(chǎn)生的成果，參與到汽車制造商的量產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目之中。”朗盛e-Powertrain 項(xiàng)目經(jīng)理Christopher Hoefs博士補(bǔ)充道。
這一接近量產(chǎn)的技術(shù)示范件擁有大約1400 mm的長、寬尺寸，該電池殼罩系統(tǒng)是一種技術(shù)復(fù)雜的大尺寸全塑殼體部件，以公斤為單位的重量在兩位數(shù)的中間范圍內(nèi)（圖片來自考泰斯）
短周期的單級(jí)制造工藝
該示范件是在一款C段電動(dòng)汽車的電池殼罩基礎(chǔ)上被開發(fā)出來的，由一個(gè)帶有防碰撞結(jié)構(gòu)的外殼托盤、一個(gè)殼蓋和一個(gè)底護(hù)罩構(gòu)成。該電池殼罩組件可以在一種單級(jí)的直接長纖維熱塑性（D-LFT）成型工藝中被生產(chǎn)出來，為此，LANXESS對用于D-LFT成型配混的Durethan B24CMH2.0材料作了優(yōu)化。考泰斯采用玻纖粗紗為此工藝配混了朗盛的這種PA6材料。對該電池殼罩結(jié)構(gòu)的局部加強(qiáng)，是采用朗盛Tepex dynalite品牌的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)的。“與加工鋼或鋁相比，這項(xiàng)工藝的循環(huán)時(shí)間更短，因而更加經(jīng)濟(jì)。” Haas解釋道。
無復(fù)雜的金屬成形，生產(chǎn)步驟更少
目前的高壓電池殼罩主要由擠壓成型的鋼型材或鋁型材制成。取決于車輛類別，殼罩的長、寬尺寸可能分別超過2000mm或1500mm，這種尺寸，再結(jié)合組件的數(shù)量以及生產(chǎn)和組裝步驟的數(shù)量，使得金屬殼罩的成本很高。比如，由鋼絞線壓制型材制成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，需要諸如焊接、沖孔和鉚接等輔助工序，此外，還需要在一個(gè)額外的加工步驟中，通過陰極浸涂，為這些金屬組件提供必要的防腐保護(hù)。
該示范件由一個(gè)帶有防碰撞結(jié)構(gòu)的外殼托盤、一個(gè)殼蓋和一個(gè)底護(hù)罩構(gòu)成（圖片來自考泰斯）
“另一方面，還可以充分利用塑料的設(shè)計(jì)自由度，通過集成功能，如緊固件和熱管理組件，可以顯著減少構(gòu)成電池殼罩的單個(gè)組件的數(shù)量，從而簡化裝配和物流工作，降低生產(chǎn)成本。” Hoefs說道。塑料還耐腐蝕且具有電絕緣性，電絕緣意味著可以降低系統(tǒng)短路的風(fēng)險(xiǎn)。不僅如此，塑料的低密度及其實(shí)現(xiàn)輕量化結(jié)構(gòu)的潛力，還使電池殼罩明顯更輕，這有利于延長電動(dòng)汽車的運(yùn)行里程。
對復(fù)雜配混料的高要求
高壓電池殼罩必須滿足各種嚴(yán)格的技術(shù)要求，比如，必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠在發(fā)生碰撞時(shí)吸收大量的能量，這可通過機(jī)械沖擊試驗(yàn)和擠壓試驗(yàn)而得到測試。在電池出現(xiàn)熱流失時(shí)，這些殼罩還必須具有阻燃性。最后，這些殼罩必須能夠被集成到汽車結(jié)構(gòu)之中。
“我們將繼續(xù)展開合作，優(yōu)化這些部件的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目標(biāo)是完成大部分的虛擬開發(fā)工作，以節(jié)省原型設(shè)計(jì)的成本，縮短未來量產(chǎn)部件的上市時(shí)間。”Hoefs表示。
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