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作者：Exel Composites 美國環(huán)境保護署（EPA）表示，汽車重量每減輕100磅，燃油經(jīng)濟性就會提高1-2％。電動汽車（EV）行業(yè)正致力于提高能源效率和緩解“里程焦慮”，這無疑帶來了商機。與傳統(tǒng)金屬產(chǎn)品相比，使用復(fù)合材料制作的電動汽車電池封裝外殼有助于達成車體輕量化任務(wù)，并提供更大的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。全球復(fù)合材料生產(chǎn)商Exel Composites的運輸部門負責人Jari Sopanen對此作了闡述。 電動汽車的電池封裝外殼（也稱為電池槽、盒或外殼）主要用來包裝和保護電池。它們的形狀和大小各不相同，并且正如其他汽車部件一樣，在用材方面可有多種選擇，不同材料間的競爭也較為激烈。 鋁和鋼是電池封裝外殼的傳統(tǒng)材料選擇。然而，復(fù)合材料可以提供更好的替代選擇，將大大提高電動汽車的性能。 難題 目前，電動汽車的大規(guī)模普及受到里程焦慮的困擾，因為人們擔心車輛一次充電后行駛距離不夠長。為了減輕里程焦慮，人們毫無疑問需要安全、輕便且具有成本效益的電動汽車。為了使電動汽車能夠在市場中實現(xiàn)這一目標，其組件也必須具備這些特質(zhì)。如果某一部件可以使用較輕的材料制造而又不影響安全性和功能性，那么對于原始設(shè)備制造商（OEM）和系統(tǒng)供應(yīng)商的設(shè)計師和材料篩選人員而言，這無疑是個明智的選擇。 在某些方面，用復(fù)合材料代替金屬材料不僅可以媲美過去的功能性，甚至可以超越先前的性能，這是因為復(fù)合材料帶來了額外的優(yōu)勢。一個很好的例子就是電動汽車的電池封裝外殼，因為復(fù)合材料可減輕重量，改善隔熱保溫性，降低噪音，減少振動，同時降低聲振粗糙度。讓我們仔細地看看復(fù)合材料特色的方方面面： 減輕重量 可以說，選擇復(fù)合材料的主要驅(qū)動因素是減輕車體重量，如果電池外殼由100％的復(fù)合材料而不是鋁制成，則車體重大最多可減輕40％。由復(fù)合材料制成的電池封裝外殼重量較輕，對整車設(shè)計具有積極的連帶效應(yīng)。由于電池盒因素導(dǎo)致車體重量減輕，因此在牽引較輕的車輛時，所需的電池和發(fā)動機尺寸都會減小。這種積極的螺旋效應(yīng)可降低車輛成本和里程焦慮，有助于大力促進電動汽車的規(guī)模化使用。 隔熱性 復(fù)合材料除了材質(zhì)較輕的特質(zhì)外，還避免了對單獨隔熱系統(tǒng)的需求，這進一步減輕了車體重量，有助于精簡供應(yīng)鏈和價值鏈。對于金屬電池封裝外殼，需要在材料周圍加裝隔熱保溫系統(tǒng)，以保持電池的工作溫度。由于復(fù)合材料具有隔熱保溫特性，在防止傳熱方面有著很好的效果，因此無需在系統(tǒng)中加裝更多的增重部件。 噪音、振動和聲振粗糙度 雖然不是事關(guān)安全性的關(guān)鍵因素，但低噪聲車輛在商業(yè)上更具可行性。噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是振動或噪聲產(chǎn)生的結(jié)果，這些振動或噪聲會在駕駛室內(nèi)通過聲音傳播和發(fā)散。相對于金屬材料而言，復(fù)合材料的噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）較小，因為它們具有固有的阻尼特性。這對于電池封裝外殼和其它車輛部件而言都是如此，兩者的差異性可能意味著在駕駛體驗方面，一個更豪華舒適，而另一個舒適度要差一些。 安全性 從更大的車身來看，復(fù)合材料電池外殼可以設(shè)計為車身結(jié)構(gòu)的一部分，不僅可以保護電池，還可以保護車輛中的乘客。復(fù)合材料的強度和剛度特性超過了鋁或鋼，從而能夠提供更好的碰撞安全性。這種結(jié)合將需要電池封裝外殼供應(yīng)商和底盤設(shè)計者之間的密切合作，但對于提高車輛安全性而言，的確是切實可行的。 拉擠成型 規(guī)模化生產(chǎn)對于降低總體成本至關(guān)重要。可以使用連續(xù)制造方法來生產(chǎn)電動汽車電池盒組件，例如拉擠成型。與其他復(fù)合材料制造方法相比，拉擠成型工藝使復(fù)合材料制造商可以在相同的橫截面中填充更多的纖維，從而可以制造出更堅固但更輕的部件。 記住，纖維才是承載材料負載的部件。與復(fù)合材料制造商緊密合作可以讓你精確地設(shè)計纖維含量和排列方式，以實現(xiàn)最佳的重量強度比特性。 今后會如何演變？ 如果像美國環(huán)境保護署（EPA）預(yù)測的那樣，原始設(shè)備制造商（OEM）能夠從汽車輕量化中獲得能效回報，那么復(fù)合材料無疑將發(fā)揮作用。其作用不僅僅是簡單地減輕車輛的重量，而且還能夠改善碰撞安全性，提升車輛的動態(tài)表現(xiàn)和駕駛體驗，以及提高車輛的整體強度。里程焦慮仍然是電動汽車行業(yè)必須克服的關(guān)鍵難題之一，而考慮選擇傳統(tǒng)電池外殼材料之外的材料是減輕車體重量和提高燃油經(jīng)濟性的重要一步。 如欲了解有關(guān)Exel Composites如何通過外殼和其它產(chǎn)品為汽車行業(yè)提供支持的更多信息，請立即訪問我們的網(wǎng)站。 如果您想及時了解Exel提供的最新新聞資料、關(guān)注熱點的博客內(nèi)容和案例研究，請訪問以下網(wǎng)站：https://exelcomposites.com/events-and-insights/。 要了解更多信息，請聯(lián)系：Exel Composites PLC，集團管理辦公室，地址為Mäkituvantie 5, FI-01510 Vantaa, Finland |
