由于电池是电动汽车的核心关键部件，电动汽车研究人员正在寻找理想的材料来保护电池。 同时，在以塑代钢的背景下，电池外壳材料也正在向热塑性增强塑料拓展。

电池外壳的特点介绍

大众娱乐电池壳是电动汽车的重要组成部分，容纳高压电池、电子元件、传感器和连接器，有助于保护车辆的整体结构和安全性，并保护关键部件免受潜在的外部冲击、热量和渗水的影响。

纯电动汽车的电池外壳比较大，一般长两米左右，宽一米四左右。 这么大的产品要保证防水、气密，在技术上是非常有挑战性的。 一方面，国内一些企业在产品设计和制造过程中采用各种技术来防止泄漏。 另一方面，每一款电池箱产品在下线前都必须经过严格的气密性测试。

大众娱乐同时，电池外壳的主要任务是保护电池模块。 它们是驱动系统和结构元件之间的接口，因此是电动汽车中最重要的组件之一。 为了确保有效的保护，它必须足够稳定，以在发生事故时保护电池模块免受损坏。 内置冷却系统还可以防止电池模块过热。 最后，电池外壳必须具有极强的耐腐蚀性，以保护电池在不受环境影响的情况下正常使用多年。

值得一提的是，由于电动汽车充电过程短、电流强度大、使用频率高，在保证良好绝缘的同时，还要求电池外壳材料具有一定的耐高温和耐老化性能，燃烧时无卤阻燃、低烟密度。

电动汽车电池组外壳性能要求

机械性能

电池组外壳的刚度尤为重要。 在大多数电动汽车中，电池组壳体是整车结构的重要组成部分钢制防漏托盘，其性能对白车身的整体刚度起着重要作用。 这就要求电池组外壳满足正面和侧面碰撞的安全要求，如图所示。 电池组外壳的刚性很大程度上取决于所采用的夹层结构。 夹芯层材料一般采用泡沫铝材料。 此外，纤维增强部件的高比刚度、低重量和良好的阻尼特性也对车辆的噪声、振动和NVH性能产生积极影响。

热管理和阻燃

复合材料电池组外壳的另一个优点是碳纤维增强复合材料的导热系数比铝合金低200倍，并且具有更好的绝缘性。 因此，复合材料电池组外壳比传统金属外壳具有更好的承受能力。 高低温性能。 目前常用的锂离子电池的理想工作温度在10~40℃之间，一般需要增加冷/热管理系统。 复合材料外壳具有更好的隔热性能，在热工况下需要更少的能量，进一步提高了车辆的效率并降低了整体功耗。 除了对热管理产生积极影响外，低导热率也是有效阻燃的一个极好的先决条件。 通过添加阻燃剂，复合材料外壳可以轻松满足UL94-V-0和UL94-5VB等阻燃要求。

其他属性

此外，三明治电池组外壳可以更好地满足腐蚀防护要求并提供更好的密封性。 通过纤维铺层和纤维体积含量的设计可以实现关键区域的电磁屏蔽。 同时，复合材料的应用为集成设计提供了更多的空间，相关的增强部件、附加部件、连接部件、传感器等都可以集成到设计中。

电池外壳中的热塑性和增强塑料材料

大众娱乐制造流程及价值体现分析

大众娱乐与金属部件相比，大面积全塑料外壳可以缩短周期时间并有助于减轻车辆重量，从而增加电动汽车（EV）的续航里程。

朗盛和考泰斯德事隆花了数年时间共同研究电动汽车的电池外壳是否可以用工程热塑性塑料设计和制造。 他们利用直接长纤维热塑性塑料 (D-LFT) 和聚酰胺 6 (PA 6) 树脂，在可行性研究中开发了技术演示器。 该研究系统尺寸为 1,400*1,400 毫米（长*宽），是一个大型、复杂的全塑料外壳，重量在两位数千克范围内。 该研究项目的目标是展示热塑性塑料相对于金属在重量和成本降低、功能集成和电绝缘性能方面的优势。

大众娱乐“作为第一步，我们消除了金属增强结构的使用，同时证明我们可以商业化生产这些复杂的大型部件，”考特斯产品开发总监解释道。 电子动力系统项目经理朗盛博士补充道：“考泰斯和朗盛希望利用合作成果，与汽车制造商一起将研发项目投入批量生产。”

单级制造工艺：演示器基于 C 级电动汽车上的电池外壳。 它由具有防撞结构的箱体托盘、箱体盖和车底保护装置组成。 外壳组件采用单阶段 D-LFT 成型工艺生产，并采用朗盛优化的杜蕾斯 .0 聚酰胺 6 (PA 6) 作为模塑料。 考泰斯在该工艺中使用 PA6 与玻璃纤维粗纱混合。 壳体结构的局部加固是使用朗盛的Tepex纤维增强热塑性复合材料完成的。 “该工艺缩短了循环时间，因此比钢或铝的加工循环时间更经济，”哈斯解释道。

如今钢制防漏托盘大众娱乐，高压电池的外壳最初由挤压钢或铝制成。 根据车辆类别，外壳长度可能超过 2,000 毫米，宽度超过 1,500 毫米。 尺寸、零件数量以及众多的制造和组装步骤使得金属外壳非常昂贵。 例如，由钢绞线压制型材制成的复杂结构需要许多辅助操作，例如焊接、钻孔、固定等。此外，在额外的工艺步骤中，必须通过阴极浸涂来保护金属部件免受腐蚀。

简化装配和物流：“另一方面，塑料可以完全设计，”Hoefs 说。 “通过集成紧固件和热管理组件，可以显着减少电池外壳的单个组件的数量。这简化了组装和物流，从而降低了成本。” 塑料还具有耐腐蚀和绝缘的特性。 例如，塑料可以降低系统短路的风险。 塑料的低密度和轻质结构可以减轻外壳的重量，有利于增加电动汽车的续驶里程。 高压电池外壳必须能够高度响应各种要求。 例如，它必须坚硬且坚固，能够在发生碰撞时吸收大量能量。 这是通过机械冲击和挤压测试进行测试的。 当发生汽车火灾或电池热失控时，外壳必须具有阻燃性。 最终，外壳必须集成到车辆结构中。 Hoefs表示：“我们将继续致力于优化组件生产和结构设计。我们的目标是虚拟工作，节省原型测试成本，并缩短未来系列组件的上市时间。”

同时，近年来，增强塑料在汽车电池盒方面也引起了不少关注。 例如，与中国汽车制造商蔚来汽车合作开发复合电池盒就可以说明问题。 （德国威斯巴登）宣布，已与中国汽车制造商蔚来汽车合作开发电动汽车用碳纤维增强塑料（CFRP）电池外壳原型。 CFK电池箱据说比传统的铝或钢电池箱轻40%，并且具有高刚性，导热系数是铝的约200倍。

“此外，复合材料在水密性、气密性以及耐腐蚀性方面也提供了最佳值，”西格里复合材料公司纤维和材料业务部汽车市场部门经理说道。 盒子的底部和盖子由三明治芯和多层碳凝胶组成。 用于生产地板和覆盖层的模具设计是在 SGL 的轻量化和应用中心开发的，这些部件的碳纤维是在 SGL 位于美国华盛顿州缪尔和英国奥德的工厂生产的。 在德国瓦克斯多夫加工成稀松布。

大众娱乐SGL 位于奥地利的工厂负责地板和覆盖层的生产以及各个部件的组装。 据说该电池的外壳特别轻、稳定且安全。 据介绍，包括电池在内的整个电池盒也可以在蔚来自有的更换站三分钟内完成更换。 西格里碳素预计，随着电动汽车的增长，未来几年汽车行业对电池盒轻量化解决方案的需求将大幅增加。 该公司已经与各个合作伙伴合作，进一步开发由复合材料制成的不同电池外壳，这些电池外壳可以在未来扩展到电动汽车电池的各种尺寸和设计。 “轻量化结构是蔚来技术路线图的核心要素之一。 我们的车辆在电池箱系统中采用复合材料，特别是高性能碳纤维，提供更好的动态驾驶性能、更长的续航里程和非常高的电池组能量密度（超过180Wh/kg）。 这些功能非常契合蔚来品牌价值观，例如终极产品和系统效率。