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碳纖維電池箱輕量化趨勢(shì)突顯

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:613次  |  2021年11月25日  

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。與鋼鐵相比,其強(qiáng)度達(dá)到10倍,而重量?jī)H為其四分之一。碳纖維材料比模量非常高,對(duì)酸堿鹽的等化學(xué)物質(zhì)有很好耐受能力,耐鹽霧、耐腐蝕、抗沖擊吸振能力強(qiáng),在遇到撞擊時(shí),它的能量吸收率是鋼的3-5倍,因此安全性高。


針對(duì)碳纖維材料特點(diǎn),工程師們開始嘗試應(yīng)用在汽車領(lǐng)域特別是新能源車中使用。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)非常成熟。在汽車各部分的結(jié)構(gòu)件中,車身、電池箱、傳動(dòng)軸、頂蓋、汽車內(nèi)飾等都開始大量使用碳纖維復(fù)合材料,不僅僅是高端跑車使用,普通家用轎車也大量使用。


通常情況下,車身自重約消耗70%的燃油,因此降低汽車油耗的首要問(wèn)題就是減輕汽車自重。采用碳纖維材料的汽車減輕了自身重量,不僅燃料應(yīng)用效率極大提高,而且間接的降低二氧化碳排放。


碳纖維材料不僅在汽車車身外觀等方面使用成熟,在新能源電池箱體應(yīng)用也比較受歡迎,但是對(duì)整體要求較高,生產(chǎn)難度比較大。目前,大型電動(dòng)汽車輛的箱體材料多采用鋼板焊接組合而成,但小型電動(dòng)汽車一般采取底盤懸掛式電池包,因此對(duì)整車質(zhì)量尤其電池包的質(zhì)量要求非常高,因此要采用碳纖維復(fù)合材料這類質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的電池箱體來(lái)分擔(dān)對(duì)電池包的質(zhì)量壓力。


由于動(dòng)力鋰離子電池箱體有關(guān)對(duì)電池組安全工作和防護(hù)起著關(guān)鍵用途,因此,相有關(guān)車體的其他部位產(chǎn)品而言,其有關(guān)防撞、防水、防火、防塵等方面的要求尤為嚴(yán)苛。因?yàn)樾⌒碗妱?dòng)汽車輛的電池箱一般都是安裝在車體的下部,而車體下部的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣,箱體的材質(zhì)必須有能力做到防水防塵以及抵御道路環(huán)境對(duì)它的侵蝕,電池箱體必須密封防水,防止進(jìn)水導(dǎo)致電路短路。在車輛運(yùn)行過(guò)程中電池受到的沖擊和振動(dòng)也比較大,純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰離子電池組輸出電壓高達(dá)200伏以上,電池箱體除保障容納電池外,還必須有效隔絕操作人員和乘客與電池的接觸,所以對(duì)電池箱體防護(hù)等級(jí)也要求非常高。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

有關(guān)新能源汽車來(lái)說(shuō),動(dòng)力鋰離子電池是其核心組成部分,作為動(dòng)力鋰離子電池的外部承載件,動(dòng)力鋰離子電池箱體一般安裝在車體下部,重要用于保護(hù)動(dòng)力鋰離子電池在受到外界碰撞、擠壓時(shí)不被損壞。山東英特力新材料有限公司為國(guó)內(nèi)多家新能源汽車供應(yīng)碳纖維動(dòng)力鋰離子電池箱體及其他碳纖維汽車結(jié)構(gòu)件,對(duì)整體設(shè)計(jì)比較精密,有關(guān)汽車部件的運(yùn)行環(huán)境要求很高,在進(jìn)行汽車電池箱的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),耐高溫的能力,化學(xué)反應(yīng),力學(xué)性能,自身重量等各項(xiàng)指標(biāo)。鑒于目前汽車電池的體積重量較大,承重能力是首選要考慮的事情;其次在設(shè)計(jì)上電池箱位于車體下部,有關(guān)汽車行駛環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)均要求復(fù)合標(biāo)準(zhǔn);最后沖擊和碰撞的承受能力也要達(dá)到要求。碳纖維材料密度小,重量輕是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的最佳材料,另外碳纖的抗拉強(qiáng)度在3400MPa以上,比模量高,耐腐蝕,耐高溫,在吸收沖擊力上也有很大的優(yōu)勢(shì),讓汽車更安全。


目前,由于碳纖維原材料價(jià)格及行業(yè)技術(shù)人才缺乏原因?qū)е绿祭w維電池箱價(jià)格整體高于傳統(tǒng)普通材料,但隨著碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,新能源汽車的快速發(fā)展,將會(huì)對(duì)碳纖維電池箱需求量進(jìn)一步加大。英特力新材料公司也將不斷銳意進(jìn)取,突破更多技術(shù)難關(guān),使得產(chǎn)品得到批量化發(fā)展,進(jìn)一步降低成本。



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