德国新研发的动力电池可减重10%
来源 : 公开网络
作者 : 公开网络
时间 : 2021-07-13

于电池外壳的玻璃纤维增强环氧树脂SMC有助于整体减轻10%的重量,且不会对机械性能或安全性产生不利影响。

概念电池由带有用于连接电池模块的横梁的扁平铝底板、用于电池管理系统的载板和玻璃纤维增强环氧树脂 SMC 的三维外壳盖组成。

汽车制造商继续在扩大电动汽车的续航里程方面取得长足进步,这是吸引消费者从耗油量大的汽车转向的关键因素。这可以通过改进电池存储容量和能量回收技术来实现。达到此目的的另一种方法是减轻部件重量,从而减少汽车消耗的能量。德国一联盟为电动汽车开发了一种概念电池外壳,可满足机械性能、可制造性和安全性的所有要求,同时将单位重量减少约 10%。

联盟成员Lorenz Kunstofftechnik、Forward Engineering、Evonik、Lion Smart、Vestaro 和最近新招募的中国汽车制造商Minth已开发出具有三种能量配置的串联电池概念,他们声称这些概念与目前的电池相当或在能量密度、安全性和成本方面超过当前市面上的电池。通常情况下,正确选择材料对于项目的成功至关重要。

 

选择赢创的Vestalite环氧固化剂来优化SMC

 

碳纤维增强片状模塑料 (SMC) 可用于此应用,但它们价格昂贵且通常不可回收。Lorenz Kunstofftechnik首席运营官Peter Ooms表示,该联盟选择使用赢创的 Vestalite 环氧固化剂来开发密度在1.5至1.7 g/cm³之间的SMC。

 

Lorenz Kunststofftechnik 使用赢创的二胺基环氧固化剂 Vestalite S 开发了一种玻璃纤维增强型 SMC,适用于制造电动汽车的电池外壳。得益于 SMC 技术,即使是相对复杂的几何形状也可以在一个生产步骤中制造出来。

 

“它具有出色的性能,例如弯曲强度>350 MPa、弯曲弹性模量 >18,500 MPa和抗冲击性>150 kJ/m2,”Ooms 说。他补充说,通过使用环氧树脂代替通常的聚酯树脂,可以避免在使用玻璃纤维增强SMC材料时可能出现的其他问题。“使用 Vestalite S Epoxy Lorenz SMC,可以将成型材料加工成复杂的几何形状,而无需粘附在模具上,”Ooms 指出。据报道,该配方比传统的SMC材料具有更好的机械性能。此外,Lorenz拥有回收玻璃纤维增强SMC材料的既定流程。

合作伙伴选择铝作为电池外壳的支撑结构,并将Lion Smart的超级电池概念应用于电池,从而减少了组件数量并实现了全自动生产。

 

进行了广泛的模拟

 

Forward Engineering的计算机辅助工程部门进行了广泛的结构和安全模拟。特别是,电池组的热2D模拟验证了环氧树脂 SMC 外壳的绝缘性能。Ooms 说:“我们的材料可以在 800°C下承受10分钟而不会烧穿,其绝缘性能可以保护周围的组件和材料免受超过300°C 的温度影响。”

 

Lorenz还制作了多个复杂的硬件演示器,以验证材料和生产过程的适用性。“使用二胺基环氧固化剂 Vestalite S,我们能够制造出具有所需机械性能的简单且快速固化的SMC材料,”Ooms说。“在我们的测试中,固化时间达到了三分钟,而没有工件粘附在模具上。” 此外,SMC不会产生苯乙烯排放和低VOC排放。

 

现在可提供三种能源配置:65 kWh的总重量为412.1 kg,85 kWh为527.3 kg,800V的120 为789.2 kg。