动力电池塑料壳体材料目前有哪些典型应用?

2019-03-04 16:13:53·  来源:艾邦高分子
   
新能源汽车的核心零部件系统动力电池包对塑料壳体材料有较大的需求,在电池模组外壳和电池包密封盖上塑料材料已经有了广泛应用。更高安全性和更高能量密度是动力电池系统发展的趋势,对电池模组外壳、电池包密封盖和电池托盘从材料性能、
新能源汽车的核心零部件系统——动力电池包对塑料壳体材料有较大的需求,在电池模组外壳和电池包密封盖上塑料材料已经有了广泛应用。更高安全性和更高能量密度是动力电池系统发展的趋势,对电池模组外壳、电池包密封盖和电池托盘从材料性能、结构设计、工艺制造和成本控制等方面不断提出新的要求。那么塑料壳体对动力电池系统性能有哪些影响呢?
 
 新能源汽车上塑料壳体材料的典型应用 
一、模组外壳
 模组外壳塑料发展趋势:轻量化+设计集成化
 对材料的要求:
 材料具有更好的力学性能;
 材料易成型为薄壁件。
1. 典型材料:PPO; PC/ABS
材料性能数据表:
材料阻燃性能对比(UL94):
2. 模组外壳材料发展示例:PPS改性料
基础性能:
阻燃性能:
二、密封盖
1. 动力电池用密封盖材料对比
密封盖设计最初多采用PP和钢材质,但限于阻燃和重量,目前密封盖大量采用普通SMC和LFT,少量采用铝合金。
图 SMC电池盖
图 LFT电池盖
2. 轻质SMC电池包密封盖
材料参数:SMC具有阻燃性能高的优点,但传统密封盖密度大,重量较重。BYD自主研发的低密度SMC产品,具有非常好的阻燃性能和轻量化效果。
性能测试:装配电池包进行整体测试,性能达标。
  新能源车用塑料壳体材料的发展趋势  
新能源车用塑料壳体材料的发展趋势:轻量化
塑胶材料在新能源汽车轻量化的应用上机遇与挑战并存,高性能金属材料发展同样迅速,如新型高强钢、七系铝合金和镁合金等材料同步寻求在新能源汽车轻量化上的应用。
2018年乘用车补贴政策
针对动力电池包的专门补贴
动力电池包能量密度提升的途径:
▶电芯能量密度的提升。
▶非电芯部分(如模组外壳、电池托盘)的轻量化。
一、电池托盘的轻量化
碳纤维的比强度和比模量均大幅度高于铝合金和结构钢材,有希望实现电池托盘的明显减重。
表1:力学性能对比
表2:差异性
1. 碳纤维复合材料方案
减重30%,并且在动力电池热管理上存在优势,同步兼顾阻燃、隔热、耐电解液、绝缘和密封性能。
挤压测试:横挤和竖挤都能达到100KN挤压测试的要求
火烧测试:按照国标汽油火烧,保持骨架完好。
振动测试:通过。监控电池电压和温度无异常,托盘和连接结构无破坏。
2. 来自其他轻质材料的挑战——镁合金
性能优势:
▶比重小:铝的2/3,铁的1/4;
▶比强度高:比铝合金高50MPa,是碳钢2倍;
▶减震性好:阻尼性优于铸铁;
▶抗冲击好:优于铝合金和软钢;
▶易设计:结构设计与其他金属材料相似;
新能源汽车塑料主要有几种:轻量化材料,这种材料跟传统汽车的区别不大,只是新能源汽车对于轻量化的需求更加强烈;另外一种就是跟电有关的材料,比如连接器,充电接口,动力电池周边的材料。
文章来源:艾邦高分子