碳纖維電池箱輕量化趨勢突顯
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。與鋼鐵相比,其強度達到10倍,而重量僅為其四分之一。碳纖維材料比模量非常高,對酸堿鹽的等化學(xué)物質(zhì)有很好耐受能力,耐鹽霧、耐腐蝕、抗沖擊吸振能力強,在遇到撞擊時,它的能量吸收率是鋼的3-5倍,因此安全性高。
針對碳纖維材料特點,工程師們開始嘗試應(yīng)用在汽車領(lǐng)域特別是新能源車中使用。經(jīng)過多年發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)非常成熟。在汽車各部分的結(jié)構(gòu)件中,車身、電池箱、傳動軸、頂蓋、汽車內(nèi)飾等都開始大量使用碳纖維復(fù)合材料,不僅僅是高端跑車使用,普通家用轎車也大量使用。
通常情況下,車身自重約消耗70%的燃油,因此降低汽車油耗的首要問題就是減輕汽車自重。采用碳纖維材料的汽車減輕了自身重量,不僅燃料應(yīng)用效率極大提高,而且間接的降低二氧化碳排放。
碳纖維材料不僅在汽車車身外觀等方面使用成熟,在新能源電池箱體應(yīng)用也比較受歡迎,但是對整體要求較高,生產(chǎn)難度比較大。目前,大型電動車輛的箱體材料多采用鋼板焊接組合而成,但小型電動車一般采取底盤懸掛式電池包,因此對整車質(zhì)量尤其電池包的質(zhì)量要求非常高,因此需要采用碳纖維復(fù)合材料這類質(zhì)量輕、強度高的電池箱體來分擔對電池包的質(zhì)量壓力。
由于動力電池箱體對于對電池組安全工作和防護起著關(guān)鍵作用,因此,相對于車體的其他部位產(chǎn)品而言,其對于防撞、防水、防火、防塵等方面的要求尤為嚴苛。因為小型電動車輛的電池箱一般都是安裝在車體的下部,而車體下部的運行環(huán)境比較惡劣,箱體的材質(zhì)必須有能力做到防水防塵以及抵御道路環(huán)境對它的侵蝕,電池箱體必須密封防水,防止進水導(dǎo)致電路短路。在車輛運行過程中電池受到的沖擊和振動也比較大,純電動汽車動力電池組輸出電壓高達200伏以上,電池箱體除保障容納電池外,還必須有效隔絕操作人員和乘客與電池的接觸,所以對電池箱體防護等級也要求非常高。