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【汽车材料】沙特基础工业公司（SABIC）的电池组演示装置，展示了使用NORYL™ NHP5054树脂制造的外壳、盖板和托盘，以及使用NORYL GTX树脂制造的摇臂板结构。往往这些区域在正常工况下会受到冲击，而树脂、化合物和复合材料在韧性方面具备八大优势。 减轻电动汽车电池组件的重量是优化电池能量密度的重要因素，而电池能量密度又是延长汽车续航里程、提高动力和性能的关键。尽管钢、铝等传统金属被广泛应用于动力电池，但对更高能量密度的不断追求为热塑性树脂、化合物和复合材料带来了新的机遇。 与金属相比，这些材料的主要优势在于其固有的轻质特性，尤其是对于密度较低的聚合物而言。热塑材料可比金属轻30%-50%。热塑材料还能提高设计自由度，通过部件整合和薄壁化进一步减轻重量。 当然，要想完全取代金属，或在多材料混合组件中增强金属的性能，热塑材料必须提供比金属更轻的重量。电动汽车电池的每个部件都需要具备特定的性能，如阻燃性（FR）、电磁干扰屏蔽、电绝缘性和尺寸稳定性。 随着电池技术的发展，其中一些要求变得越来越严格。例如，UL94 V0对某些组件的阻燃区要降至1.0毫米及以下。这比以前规定的厚度要薄得多。同样，壁厚也从1.5毫米降至1.0毫米或更低，因为系统设计人员希望通过缩小电池占用面积来最大限度地提高能量密度。特种热塑材料非常适用于各种电池组件 领先的热塑材料供应商正在开发新产品，以满足更严格的电动汽车电池要求，同时提供与金属相当的性能，同时提供重量、设计和加工方面优势。 
以下是一些可受益于特种热塑性材料的电动汽车电池组件： 电池模块外壳 根据不同的设计，电池模块需要合适的外壳，以保护电池和电气元件免受损坏、非预期接触或意外暴露。这些外壳还可在发生热失控时减少火势蔓延，这些外壳必须具备机械强度，并具有适当的阻燃性，以便通过匹配的安全测试。 电动车行业正在向更高电压的电动车电池（600-800 伏）过渡，从而帮助缩短车辆充电时间、延长续航里程并改善能源管理。更高的电压会带来更大的短路和火灾风险。下一代绝缘薄膜可帮助保护电动汽车电池模块免受这些风险，同时节省电池组中的宝贵空间。 圆柱形电池固定器 主流电动车主机厂已经使用圆柱形电池，其他制造商也在考虑使用。这种技术成本低、工艺成熟，易于制造。为实现最佳功能，用于固定电池的保持器需要在 60-100 摄氏度（140-212 华氏度）的宽温度范围内具有出色的抗冲击性，以及抗 FR 和抗跟踪性。甚至有一种新的趋势是采用透明材料，以便用紫外线固化用于连接固定器结构部件的专用胶。 电池组盖、外壳和托盘 为了满足消费者对更大功率和更长续航时间的需求，电池组的尺寸越来越大。当然，无论尺寸大小，电池外壳及其保护部件都必须具有出色的抗冲击性能，以确保安全。 总线排线 电动汽车电池总线连接数百或数千个电池单元，并在整个汽车子系统中分配电流。这些连接器必须经久耐用，能够承受车辆运行时的高频振动工况，并具有足够的刚度以保持电池模块组件的完整性，在电气方面，总线必须能承受来自电池的大量电流以及每个电池高达5.0V的电压水平。 摇臂板结构 加固的门槛板结构可在碰撞中吸能，保护电池免受撞击和冲击。传统的钢质或铝质门槛板结构通常很重，需要经过几个辅助步骤才能固定到车架上。热塑材料可在几种不同的门槛板设计中替代金属材料或为钣金进行加强，包括全塑料型、多材料叠模设计和模块化选项。所有这三种设计都以注塑成型的热塑性蜂窝芯为基础，具有重量轻、能量吸收好、性能重量比高和易于制造等特点。测试表明，与钢/铝解决方案相比，这些门槛板解决方案的重量最多可减轻40%，而且具有近似的挤压吸能的性能。无线电池管理系统 配备锂离子电池的车辆必须采用电池管理技术，根据指定的电压和温度范围监控每节电池的安全运行，电池管理系统可以是集中式或分布式布置的，也可以是有线或无线连接。导热复合材料，还具有电绝缘性，并使用无溴/无氯阻燃添加剂配制。它们还具有射频（RF）穿透性，有助于实现无线通信。重量更轻 电动汽车电池行业发展迅速，并不断适应以安全为主要重点的新兴监管要求。尽管发生了这些变化，但共同面对的主题依然存在，即需要进一步轻量化，同时提高续航能力、负载能力和功率。本文所述的这种采用热塑材料替代或增强的方法为减轻电池组重量提供了新思路，同时这种方法还能通过薄壁、节省空间的几何形状和部件整合来扩大设计选择。特种热塑材料可提供与金属同等的性能，同时为各种电池组部件带来显著的附加值。 |
