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科思創(chuàng)電動(dòng)汽車電池包上殼體解決方案: 循賦新生,守衛(wèi)安全

蓋世汽車 忻文

2020 年中國新能源汽車產(chǎn)量超過 130 萬輛,而汽車電池包作為新能源汽車的關(guān)鍵部件,面臨著同時(shí)提高安全性和能量密度的巨大挑戰(zhàn)。作為全球領(lǐng)先的材料供應(yīng)商之一,科思創(chuàng)攜手合作伙伴帶來全新的解決方案,助力汽車電池包上殼體的性能提升。

硬核實(shí)力見真章 PC+LFT-D 技術(shù)

PC+LFT-D 由科思創(chuàng)與合作伙伴項(xiàng)目聯(lián)合研發(fā),以聚碳酸酯或其合金(統(tǒng)稱 PC)為原料,采用長纖維(目前為玻璃纖維)增強(qiáng)熱塑性塑料的在線共混及模壓(LFT-D)工藝,是制造大尺寸的電動(dòng)汽車電池包上殼體的創(chuàng)新技術(shù)。該技術(shù)在輕量化、環(huán)保、設(shè)計(jì)自由度、生產(chǎn)效率等方面均有全新突破。

九大卓越性能,重塑行業(yè)新典范

電動(dòng)汽車,電池

適用性

PC+LFT-D 非常適合于制造電池包上殼體。PC 材料優(yōu)異的阻燃性能、尺寸穩(wěn)定性及力學(xué)性能,與 LFT-D 工藝固有的長纖維保持率相得益彰,完美地契合了電池包上殼體應(yīng)用的需求。通過不懈的努力,研發(fā)人員摸索出了一套行之有效的阻燃方法。另外,產(chǎn)品在高剛性的同時(shí)兼具高韌性,零件不易開裂;上下殼體可以更緊密地結(jié)合,提升了電池包在長期使用時(shí)的氣密性水平。

該技術(shù)非常適合于汽車行業(yè)的大規(guī)模、自動(dòng)化的生產(chǎn)要求。與熱固性塑料費(fèi)時(shí)費(fèi)力的操作過程相比,生產(chǎn)效率有望提高 50% 以上。

阻燃性能

安全性是一切技術(shù)的前提和基礎(chǔ)。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為熱塑性材料難以通過國標(biāo)的外燃火燒實(shí)驗(yàn),本技術(shù)顛覆了這一觀念。在火燒實(shí)驗(yàn)中,電池包上殼體表面形成碳化層并迅速覆蓋整個(gè)零件,起到阻隔火焰的作用并減少高溫對(duì)碳化層下的材料的影響。火燒實(shí)驗(yàn)后零件的形狀保持完好。相對(duì)于金屬上殼體,傳入電池包內(nèi)部的熱量反而更少。

——?jiǎng)?chuàng)新的阻燃涂層解決方案

我們以特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚氨酯產(chǎn)品為基礎(chǔ),開發(fā)了創(chuàng)新的阻燃解決方案。該解決方案可適用于高性能阻燃涂料的應(yīng)用場(chǎng)景?;诖朔桨搁_發(fā)的阻燃涂料具備密度低、操作友好、施工高效、快速固化的特點(diǎn)。有利于新能源汽車動(dòng)力電池輕量化,并且可適用自動(dòng)化線操作。此外針對(duì)電池殼體的不同材料,該阻燃涂層可體現(xiàn)優(yōu)異附著力。尤其配合科思創(chuàng)的 PC+LFT-D 可提供一體化解決方案,在實(shí)現(xiàn)新能源汽車動(dòng)力電池輕量化的同時(shí),也助力于動(dòng)力電池滿足更優(yōu)異的阻燃性能、隔熱性能。在電池發(fā)生熱失控時(shí),可以有效阻隔火焰侵入乘客艙,幫助滿足 GB 38031-2020 (電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求)的安全要求。

電動(dòng)汽車,電池

輕量化

PC 方案較于主流的 SMC 方案密度較低,且使用玻纖更少,該技術(shù)的使用可實(shí)現(xiàn)至少 20% 的減重。

環(huán)?;厥?/strong>

PC+LFT-D 技術(shù)采用熱塑性塑料(PC)為基材,解決了目前使用的熱固性塑料方案的環(huán)保回收難題。以目前的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè),2035 年純電動(dòng)車將成為中國市場(chǎng)的主流,屆時(shí)電池包的累計(jì)報(bào)廢量將超過一億個(gè)。若其中 50% 使用熱固性塑料制造上殼體,將產(chǎn)生 50 萬噸的難于回收的廢棄物,其體積超過 30 萬m3,可以填滿 150 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池。這顯然與發(fā)展電動(dòng)汽車的環(huán)保初衷背道而馳。而廢棄的熱塑性塑料則可以較為方便地再次熔融,循環(huán)使用。 

電動(dòng)汽車,電池

經(jīng)濟(jì)性

如果考慮到本技術(shù)帶來的生產(chǎn)效率的提升, PC+LFT-D 技術(shù)的單位生產(chǎn)成本與 SMC 工藝相當(dāng),遠(yuǎn)低于其它熱塑性材料工藝(如 HP-RTM , PCM);且所需新增固定資產(chǎn)投資較低,適合大規(guī)模地推廣。

設(shè)計(jì)自由度

因?yàn)槭褂脽崴苄运芰希a(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度較金屬和熱固性塑料方案有了顛覆性的提升。設(shè)計(jì)人員不需要再拘泥于呆板的結(jié)構(gòu);也不必因?yàn)榘宀某尚头椒ǖ南拗贫鵂奚鼘氋F的空間。他們可根據(jù)實(shí)際需要,自由地分布不均勻的壁厚和調(diào)整局部結(jié)構(gòu)(例如,增加較為復(fù)雜的筋位),既達(dá)到安全方便的使用要求,又可最大化地利用空間、節(jié)省材料、減輕重量。設(shè)計(jì)和工程人員可在本技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)之上大開腦洞,集成其它零件和功能。在提升設(shè)計(jì)自由度的同時(shí),幫助簡(jiǎn)化工藝,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。   

顛覆性的大尺寸零件,精細(xì)成型工藝

大尺寸熱塑性材料的成型一直是工業(yè)界的一個(gè)難題,特別是當(dāng)產(chǎn)品的投影面積大于 1.5㎡ 時(shí),基本上可以認(rèn)為是傳統(tǒng)高精度注塑工藝的禁區(qū)。而壓縮成型工藝可制造大的零件,精度卻不高。PC+LFT-D 技術(shù)完美地集成了二者的優(yōu)點(diǎn),目前已可以工業(yè)化生產(chǎn)投影面積大于 2.5㎡ 的部件, 且成型出近似注塑效果的復(fù)雜精細(xì)的結(jié)構(gòu),而相應(yīng)的機(jī)器和模具成本均在可以接受的范圍之內(nèi)。 

電動(dòng)汽車,電池

共性技術(shù)

之前因?yàn)榧庸な侄蔚南拗?,熱塑性工程塑料一般只能通過注塑的方法制造較小的零件,同時(shí)只能摻混較短的纖維。而連續(xù)纖維方案必須通過預(yù)制板材模壓的方式生產(chǎn)。本技術(shù)填補(bǔ)了短纖維增強(qiáng)材料和連續(xù)纖維增強(qiáng)材料之間的空白,創(chuàng)造了一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái),它為 PC 及其它熱塑性工程塑料的應(yīng)用打開了另一扇大門;同時(shí)汽車工業(yè)也有了一種新的加工手段。本技術(shù)不但可以生產(chǎn)電池包上殼體,也可以很自然地延伸到其它大型零件(例如“四門兩蓋”)的制造上,為汽車的輕量化做出更大的貢獻(xiàn)。作為一項(xiàng)“共性技術(shù)”,其融合創(chuàng)新的空間巨大,可組合成多種新型復(fù)合材料,以滿足更為廣泛的應(yīng)用需求。

電動(dòng)汽車,電池

清潔技術(shù)

PC+LFT-D 技術(shù)在生產(chǎn)過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不揮發(fā)有毒有害物質(zhì)(或揮發(fā)極微量),是更為清潔的創(chuàng)新技術(shù)。

自 2018 年至今,經(jīng)過兩年的不懈努力,PC+LFT-D 技術(shù)已經(jīng)基本成熟。而在此前,以該技術(shù)生產(chǎn)的原型產(chǎn)品曾先后在中國橡塑展和德國杜塞爾多夫 K 展亮相,并獲得了世界各國汽車主機(jī)廠、電池廠和零部件供應(yīng)商的廣泛關(guān)注。

與合作伙伴的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,帶來了更優(yōu)越的產(chǎn)品、更前沿的解決方案??扑紕?chuàng)期待與更多合作方一起,共同駛向光明的未來!

來源:蓋世汽車

作者:忻文

本文地址:http://www.healthsupplement-reviews.com/news/qiye/145292

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