快速發(fā)展的電動汽車，帶動了產(chǎn)業(yè)鏈對鋰電池、結(jié)構(gòu)件的相關(guān)需求。汽車制造商和原始設(shè)備制造商在開發(fā)新電動汽車時，面臨最大的挑戰(zhàn)是車輛續(xù)航里程、電池安全性和電池可維護性。

帝人汽車技術(shù)公司（下稱“帝人汽車”）中國區(qū)總經(jīng)理Jack Dunagan近日在接受“雅式橡塑網(wǎng)（AdsaleCPRJ.com）”采訪時表示，從車用材料及多材料技術(shù)角度來看，先進復(fù)合材料可以幫助電動汽車應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

為電池外殼提供出色保護和減重

輕型復(fù)合材質(zhì)的電動汽車電池盒和完整的外殼可以增加車輛的續(xù)航里程并降低工具成本。 它們還為電池提供卓越的碰撞保護。

先進的復(fù)合材料具有熱失控或自熄能力，減少了對額外包裹物的需求并提高了車輛的整體安全性。它們不會凹陷或腐蝕，為電池提供更好的保護。

帝人汽車公司開發(fā)的多材料電動汽車電池外殼

Jack Dunagan表示，ISO、IEC（國際電工委員會）等正在制定鋰離子電池安全國際標準，這些標準隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，還根據(jù)地區(qū)差異設(shè)置了符合標準的要求。

“電池組必須防止短路和熱失控，電池盒必須通過各種測試，包括機械沖擊、跌落、穿透、浸入、擠壓/碰撞和火焰?！盝ack Dunagan解釋道。

據(jù)他介紹，專有復(fù)合材料（定制化學(xué)品）可用于滿足不同的火焰和熱失控要求，例如傳統(tǒng)的高填充聚酯/乙烯基酯、膨脹改性和酚醛樹脂。此外還可通過使用玻纖/碳纖/混合物/或其他短切、連續(xù)的纖維來調(diào)整復(fù)合材料的成分。帝人汽車還可根據(jù)最嚴格的VOC要求來調(diào)整材料配方。

“通過采用帝人汽車的電池外殼多材料配方，我們可以確保車輛安全，減輕車輛整體重量，并為 OEM 和消費者提供比采用焊接和螺栓連接的電池盒更易于維修的電池盒?！盝ack Dunagan補充道。

帝人汽車觀察到市場電池蓋和外殼對復(fù)合材料的需求不斷增加。該公司還注意到美國市場上，電動皮卡對復(fù)合材料行李箱和皮卡箱的需求增加。

隨著大城市對中國皮卡使用限制的放寬，Jack Dunagan 預(yù)計中國市場也會出現(xiàn)類似趨勢。

 

 

 帝人汽車公司的膨脹材料經(jīng)過熱失控測試后呈現(xiàn)的斑塊

賦能自動駕駛發(fā)展

自動駕駛是未來移動出行的關(guān)鍵技術(shù)之一，它也為復(fù)合材料提供了更多應(yīng)用場景。

“例如，自動駕駛汽車尤其是用于拼車的汽車，將比私人擁有的汽車更容易‘磨損’”，Jack Dunagan說，“而由于復(fù)合材料能夠耐凹痕、叮咬和腐蝕，帶有輕質(zhì)復(fù)合車身面板的自動駕駛汽車會比金屬車身面板制成的汽車更耐用，后者更容易生銹或者凹陷?！?/p>

他還指出，由于復(fù)合材料采用模制加工而不是沖壓處理，因此許多自動駕駛功能，包括激光雷達（光檢測和測距）和攝像頭，可以直接模制到車身或車頂面板中，從而減少汽車裝配的復(fù)雜性。

帝人汽車近期還推出了其最新研發(fā)成果——新Hexacore 材料。如前所述，這種創(chuàng)新材料本質(zhì)上是一種夾層復(fù)合材料，使用輕質(zhì)蜂窩芯，外覆天然、玻纖或碳纖維“表皮”，并用 PUR 樹脂潤濕。

該材料關(guān)鍵的屬性是具有超高剛度重量比的 3D 形狀，這意味著可以實現(xiàn)高剛度和低重量?！皫в袕?fù)合外板的蜂窩內(nèi)板比由復(fù)合內(nèi)板和外板制成的板材減輕了26% 的重量?！彼忉屨f。

該公司目前正在對 A 級飾面進行試驗，該飾面可以由熱固性或熱塑性外皮制成。

加工過程降本增效

Jack Dunagan 強調(diào)說，如今的復(fù)合材料采用了技術(shù)先進的化學(xué)配方，與鋼和鋁相比，它為汽車應(yīng)用提供了許多顯著優(yōu)勢，包括節(jié)省成本和重量。

根據(jù)產(chǎn)量的不同，復(fù)合材料的模具成本可能比沖壓鋼或鋁的成本低 50-70%。由復(fù)合材料制成的單件可以替代整個金屬零件組件。降低復(fù)雜性可節(jié)省組裝時間并減少所需的維護。

“損壞的復(fù)合車身面板的更換或維修成本要低得多，比金屬零件便宜四倍。大多數(shù)復(fù)合材料零件都是用螺栓固定的，采用鋁或鋼零件時，則需要進行及時復(fù)雜的維修或更換?！盝ack Dunagan 補充道。

除了非常高的強度重量比和高沖擊強度之外，復(fù)合材料還可以設(shè)計為在分子結(jié)構(gòu)特定方向上的高強度，而金屬在所有方向上都具有同樣的強度。

此外，復(fù)合材料可以實現(xiàn)大多數(shù)金屬無法實現(xiàn)的設(shè)計方案，因為它們能夠流過模具并進入深模腔內(nèi)，形成彎曲或其他復(fù)雜的形狀。

電池外殼的加工成型

“復(fù)合材料代替金屬”需提高用戶意識

“帝人汽車公司在復(fù)合材料方面擁有數(shù)十年的經(jīng)驗。 我們可以配制滿足客戶對碰撞、可燃性、低 VOC 等規(guī)格的材料，然后設(shè)計最優(yōu)化這些品質(zhì)的零件、組件甚至整個組件，”Jack Dunagan 繼續(xù)說道。

該公司面臨的主要瓶頸是培訓(xùn) OEM 工程師為什么、何時以及如何使用復(fù)合材料代替金屬。

“汽車和汽車零件傳統(tǒng)上由金屬制成，原始設(shè)備制造商非常精通金屬設(shè)計和金屬零件沖壓。 許多人也有自己的沖壓操作工具，這使得使用復(fù)合材料的決定更具挑戰(zhàn)性。”他解釋道。

另一方面，汽車行業(yè)正處于可持續(xù)發(fā)展的時代，帝人汽車也在努力減少對環(huán)境的影響。該公司目前從事各種研究項目，包括生命周期分析和回收過程。