德國開發出三明治結構輕量化電池包外殼
德國弗勞恩霍夫結構耐久性和系統可靠性研究所的科學家們開發了一種僅使用纖維塑料復合材料的輕量化電池包外殼。

在生產電池外殼的過程中,將預制件插入專門為此開發的注塑模具中,然后注入泡沫芯。纖維復合材料外殼的加工在兩分鐘內就可以完成。
由位于德國達姆斯塔特的弗勞恩霍夫結構耐久性和系統可靠性研究所開發的輕量化電池包外殼使用了纖維塑料復合材料。據LBF研究所的專家介紹,與鋁制的電池包外殼相比,纖維塑料復合材料的電池包外殼重量減少了40%。
這種設計不僅減少了電動汽車的移動質量,而且由于增加了集成功能,還增加了電動汽車的續航能力和動態性能。由于電池包外殼是采用專門開發的高效工藝制造的,并且有特定的結構設計,所以可以用很低的成本實現生產。
據LBF研究所的專家介紹,根據車輛設計的不同,電池包的機械結構可占其總質量的30%以上。"為了在不改變電池技術的情況下提高重力能量密度,就要降低電池包機械結構重量。"研究人員強調。他認為,在輕量化領域,有針對性地使用纖維塑料復合材料具有明顯的潛力:"然而,解決方案必須具有成本競爭力,并考慮到防火這一關鍵環節。"
快速得益于原位纖維復合材料夾層工藝
LBF研究所制造了一種由連續纖維增強熱塑性塑料制成的三明治結構的輕量化電池包外殼。為此,研究團隊采用了一種新型工藝,將高效的泡沫注射成型與熱塑性玻璃鋼相結合,即所謂的原位玻璃鋼夾層工藝。
據專家介紹,這種工藝應該可以在兩分鐘左右的時間內生產出輕量化電池包外殼成品,而無需進行后處理。與傳統的金屬結構材料和制造工藝不同,制造的電池包外殼的隔熱能力等功能可以集成在同一工藝步驟中。
由纖維復合材料與所謂的格子板層壓制成的輕量化電池包外殼比鋁材料的輕40%
該結構由纖維復合材料制成的外殼和電池座組成。殼體由SABIC公司的UD膠帶組成,先編織后加固。然后將這一工藝步驟產生的方格板層壓板預成型,并將其兩面插入專門開發的混合泡沫注射模具中。在層壓板之間有針對性地注入整體泡沫,形成了具有纖維復合材料覆蓋層和泡沫芯材的外殼。這種載荷應力適應性夾層結構旨在產生高比重量機械性能,同時還可以減少所用纖維復合材料層壓板的材料投入。
除了開發基于纖維復合材料夾層結構進行電池包外殼的高效生產的工藝外,LBF研究所的研究人員還開發了基于模擬的方法。得益于此,在生產開始之前可以預測生產質量,從而大大簡化了初步設計和生產。










































