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    動力電池封裝塑料材料要求及選材

    山東埃爾派 | 點擊量:0次 | 2021-01-28

    摘要
    節能減排是汽車行業的一個主旋律,而輕量化則是汽車節能減排的最行之有效的措施之一。由于技術需求,新能源汽車相比較傳統汽車必然會出現增重,所以新能源汽車對于輕量化的要求更

      節能減排是汽車行業的一個主旋律,而輕量化則是汽車節能減排的最行之有效的措施之一。由于技術需求,新能源汽車相比較傳統汽車必然會出現增重,所以新能源汽車對于輕量化的要求更加迫切。

      一、新能源汽車成快速增長藍海,車用塑料備受關注

      根據中汽協1月14日發布的數據顯示:2018年汽車銷量2808.1萬輛,同比下降2.8%。新能源汽車銷量繼續保持高速增長。2018年,我國新能源汽車產銷分別完成127萬輛和125.6萬輛,比上年同期分別增長59.9%和61.7%。

      中汽協預計2019年新能源汽車銷量160萬輛。中信證券汽車行業分析師則認為,新能源汽車目前占乘用車的比重僅3%,預計未來有望達到30%以上,將是下一個快速增長藍海。

      新能源汽車的迅速發展,續航里程也備受關注。在新能源領域,車身及電池的輕量化,能夠有效提升新能源汽車的續航里程及能量利用率。相關研究表明,新能源汽車每減少100Kg重量,續航里程可提升10%-11%,同時還可以減少20%的電池成本以及20%的日常損耗成本。

      汽車輕量化技術途徑主要有:輕量化材料、輕量化設計、輕量化制造工藝。

      汽車輕量化技術途徑

      其中,輕量化材料的采用是汽車輕量化的主要措施,塑料可從結構設計、材料替代、工藝創新等多個途徑實現汽車的“瘦身”,成為備受青睞的輕量化材料之一。所以新能源汽車的迅速發展,也必然帶動新能源汽車非金屬材料的發展。

      非金屬材料在新能源汽車與傳統汽車上的輕量化應用區別不大,只是新能源汽車對于輕量化的需求更加強烈;而新能源汽車與傳統汽車上輕量化塑料材料的不同,主要是跟電有關的材料,比如連接器,充電接口,動力電池周邊的材料。

      而新能源汽車高壓電氣部分,在性能滿足條件下的部分金屬更換為塑膠,可減重30%左右。目前一輛純電動車采用塑膠輕量化可減重100KG左右,實現節能減排。

      新能源汽車高壓電氣部分輕量化趨勢

      二、新能源動力電池塑料封裝材料要求

      動力電池作為純電車型的核心部件,用來給電動汽車的驅動提供能量,動力電池的各方面的表現都與整車性能息息相關。

      電動汽車很大一部分重量來源于電池,在電池能量密度一定的情況下,電芯的數量是一定的,所以電池減重一般從兩方面進行:一是結構,二是箱體。

      圓柱電芯動力電池模組中塑料材料應用

      結合汽車產品的使用場景,經得住跌落、耐撞擊、耐振動、擠壓穿刺等機械沖擊是必要的第一步。此外,還需要滿足化學方面的浸泡要求,溫度方面的耐高低溫、防火阻燃、熱管理要求,以及設計方面的輕量化、走線布局等要求。對于動力電池的封裝材料的要求也十分嚴苛。

      封裝材料對動力電池的影響

      因此,動力電池封裝塑料材料需要滿足以下性能要求:

      1.良好的耐化學腐蝕性、耐油性;

      2.極好的耐高低溫性,優秀的力學性能;

      3.高流動,加工性能優良,優越的表面光澤性,尺寸穩定性;

      4.具有良好的防水、防潮、阻燃環保等性能及導熱功能;

      5.抗介電性能良好,適合于電氣場所應用;

      6.優越的耐候性,長期性能良好,可在惡劣氣候下長期使用。

      三、新能源動力電池塑料封裝材料選材及應用案例

      新能源動力電池結構上:支架、框架、端板,可選擇材料有阻燃PPE、PC/ABS合金及阻燃增強PA。PPE密度1.10,PC/ABS密度1.2,增強阻燃PA1.58g/cm³,從減重角度看主要選擇阻燃PPE。且PC的耐化學性相對差一點,而鋰電池內有電解液,那么PC容易出現開裂狀況,所以有一部分企業是選用PPE的。

      箱體:目前大部分采用高強度的鋼、輕金屬,很少部分在嘗試用SMC取代金屬。而改性PPO材料具有耐化學性好,對鈷酸鋰、錳酸鋰等材料具有良好的耐腐蝕性,改性PPO材料聚苯醚優點在于尺寸穩定好,極好阻燃性能,耐低溫及抗沖擊性能。是鋰電池防護殼非常理想的材料之一。

      新能源汽車塑料主要有幾種:輕量化材料,這種材料跟傳統汽車的區別不大,只是新能源汽車對于輕量化的需求更加強烈;另外一種就是跟電有關的材料,比如連接器,充電接口,動力電池周邊的材料。

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