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碳纤维电池箱轻量化趋势突显

2017-06-12 来源:五行科技

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。与钢铁相比,其强度达到10倍,而重量仅为其四分之一。碳纤维材料比模量非常高,对酸碱盐的等化学物质有很好耐受能力,耐盐雾、耐腐蚀、抗冲击吸振能力强,在遇到撞击时,它的能量吸收率是钢的3-5倍,因此安全性高。

针对碳纤维材料特点,工程师们开始尝试应用在汽车领域特别是新能源车中使用。经过多年发展,技术已经非常成熟。在汽车各部分的结构件中,车身、电池箱、传动轴、顶盖、汽车内饰等都开始大量使用碳纤维复合材料,不仅仅是高端跑车使用,普通家用轿车也大量使用。

通常情况下,车身自重约消耗70%的燃油,因此降低汽车油耗的首要问题就是减轻汽车自重。采用碳纤维材料的汽车减轻了自身重量,不仅燃料应用效率极大提高,而且间接的降低二氧化碳排放。

碳纤维材料不仅在汽车车身外观等方面使用成熟,在新能源电池箱体应用也比较受欢迎,但是对整体要求较高,生产难度比较大。目前,大型电动车辆的箱体材料多采用钢板焊接组合而成,但小型电动车一般采取底盘悬挂式电池包,因此对整车质量尤其电池包的质量要求非常高,因此需要采用碳纤维复合材料这类质量轻、强度高的电池箱体来分担对电池包的质量压力。

由于动力电池箱体对于对电池组安全工作和防护起着关键作用,因此,相对于车体的其他部位产品而言,其对于防撞、防水、防火、防尘等方面的要求尤为严苛。因为小型电动车辆的电池箱一般都是安装在车体的下部,而车体下部的运行环境比较恶劣,箱体的材质必须有能力做到防水防尘以及抵御道路环境对它的侵蚀,电池箱体必须密封防水,防止进水导致电路短路。在车辆运行过程中电池受到的冲击和振动也比较大,纯电动汽车动力电池组输出电压高达200伏以上,电池箱体除保障容纳电池外,还必须有效隔绝操作人员和乘客与电池的接触,所以对电池箱体防护等级也要求非常高。