發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路,是應(yīng)對氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。近年來,隨著新能源汽車銷售量的增長,由RTM、LFT-D、SMC等多種工藝生產(chǎn)的復(fù)合材料電池盒需求劇增。

一、電池盒/蓋概述
電池盒/蓋作為電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的防護(hù)零件,對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、重量等方面的要求都很高,在電池模塊的重量和尺寸確定后,設(shè)計(jì)電池箱體時(shí)考慮的因素比較多。首先電池箱體是電池模塊的承載件,電池模塊需要通過它連接到車身上;其次,動(dòng)力電池一般安裝在車體下部,考慮到電池模塊的工作環(huán)境,電池箱體需要具有對模塊的防護(hù)功能,需要考慮模塊的防水防塵以及道路環(huán)境對電池箱體的腐蝕,電池箱體還需要考慮承受車輛運(yùn)行過程中的振動(dòng)和沖擊等。
該技術(shù)曾被視為所有汽車應(yīng)用的首選解決方案,然而事實(shí)證明它更適合于汽車主要結(jié)構(gòu)部件,例如底板,電池盒,支撐柱和車頂結(jié)構(gòu);成本仍然是該技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用的最大障礙。

目前,一些新的重大項(xiàng)目仍然采用該技術(shù),通常選擇液體壓縮模塑,在該技術(shù)中良好的設(shè)計(jì)和預(yù)成形工藝對可行性至關(guān)重要,比較適合大批量生產(chǎn)。
該技術(shù)最廣泛使用的方法是與大型預(yù)浸料相結(jié)合,具有良好的視覺效果,適用于非結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)零件,常用的增強(qiáng)材料類型包括單向預(yù)浸料、編織物、NCF等,但是面臨著批量生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。
近年來,片狀模塑材料(SMC)獲得了廣泛的關(guān)注,并且在未來十年內(nèi)有可能成為汽車用CFRP主要技術(shù),其優(yōu)勢在于快速成型和低成本,但缺點(diǎn)也比較明顯,機(jī)械性能較低,因此主要適合一些對強(qiáng)度要求不高零部件。
隨著保有量的不斷增加,電池盒作為保護(hù)電池的關(guān)鍵部件,在安全性上有著較高的要求,同時(shí)要兼顧輕量化和一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。目前行業(yè)內(nèi)參考的標(biāo)準(zhǔn)還是基于GB/T 31467.3-2015《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)》,標(biāo)準(zhǔn)中并沒有體現(xiàn)出復(fù)合材料電池盒/蓋靈活設(shè)計(jì)、環(huán)保耐用等特色。
不過,GB/T 31467仍然具有較高的參考價(jià)值。其安全性測試章節(jié)的試驗(yàn),可以等同或參考使用:
(1)振動(dòng)試驗(yàn):模擬安裝在車輛上的隨機(jī)振動(dòng)情況,要求測試過程中和測試后,系統(tǒng)完好,無機(jī)械、電氣、精度、絕緣、性能等方面的損傷。
(2)機(jī)械沖擊:模擬安裝在車輛上,或運(yùn)輸狀態(tài)時(shí),因車輛顛簸所造成的Z軸方向的沖擊/撞擊力,要求無機(jī)械損傷,無泄漏,無起火或爆炸現(xiàn)象,絕緣正常。
(3)跌落:模擬安裝或維修過程中可能造成的自由跌落,要求無電解液泄漏,無起火或爆炸現(xiàn)象。
(4)翻轉(zhuǎn):模擬安裝在車輛上隨整車翻滾的情況,要求結(jié)構(gòu)完好,連接可靠,絕緣正常,無電解液泄漏,無起火和爆炸現(xiàn)象。
(5)模擬碰撞:模擬安裝在車輛上發(fā)生車輛碰撞的情況,要求絕緣正常,無電解液泄漏,無起火和爆炸現(xiàn)象。
(6)擠壓:模擬安裝在車輛上發(fā)生車輛碰撞,并且電池包發(fā)生嚴(yán)重?cái)D壓變形的情況,要求無起火和爆炸現(xiàn)象。
(7)溫度沖擊:模擬外部環(huán)境溫度快速變化的使用情況,要求絕緣正常,無電解液泄漏,無起火和爆炸現(xiàn)象。
(8)濕熱循環(huán):模擬高溫高濕的存儲或運(yùn)輸情況,要求絕緣正常,無電解液泄漏,無起火和爆炸現(xiàn)象。
(9)海水浸泡:模擬產(chǎn)品被海水*浸沒的情況(多見于我國南方地區(qū)),要求無起火和爆炸現(xiàn)象。
(10)外部火燒:模擬產(chǎn)品直接暴露于外部火焰的情況(一般發(fā)生于整車因線路短路或燃油泄漏著火的情況),要求無爆炸現(xiàn)象。
(11)鹽霧腐蝕試驗(yàn):模擬高鹽霧地區(qū)(海邊城市)使用的情況,要求無外殼破損,無電解液泄漏,無起火和爆炸現(xiàn)象。
(12)高海拔:模擬高海拔低氣壓的使用情況,要求各項(xiàng)指標(biāo)和性能正常。
(13)過溫保護(hù):模擬高溫濫用情況下系統(tǒng)的保護(hù)功能,要求系統(tǒng)無噴氣,無外殼破裂,無起火或燃燒,絕緣正常。
(14)短路保護(hù):模擬外部短路情況下系統(tǒng)的保護(hù)功能,要求系統(tǒng)無泄漏,無外殼破裂,無起火或燃燒,絕緣正常。
(15)過充電保護(hù):模擬過充電濫用情況下系統(tǒng)的保護(hù)功能,要求系統(tǒng)無外殼破裂,無起火或燃燒,絕緣正常。
(16)過放電保護(hù):模擬過放電濫用情況下系統(tǒng)的保護(hù)功能,要求系統(tǒng)無外殼破裂,無起火或燃燒,絕緣正常。
針對當(dāng)前暫無復(fù)合材料電池盒的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),而相關(guān)企業(yè)仍然加速入場布局,從而可能帶來的市場無序競爭。制定復(fù)合材料電池盒/蓋的需求較為迫切。