轻量化电动汽车电池包的创新材料
随着电动汽车（EV）在汽车市场份额的持续增长，新型动力系统对汽车设计、工程与制造提出了全新需求。整车行业对于更轻质、更高强度和更高安全性的产品有着迫切需求，恩骅力（Envalior）的工程材料专家正以创新材料积极响应这些挑战，满足行业发展要求。
在密歇根州特洛伊举行的塑料工程师学会（SPE）2024年电动与自动驾驶汽车（EAV）大会上，恩骅力美洲区汽车应用开发工程师Keith Kauffmann展示了由工程塑料全塑成型的首个高压动力电池包外壳的开发案例。
该电池托盘由恩骅力与Kautex Textron联合开发，已经集成至大众ID.3新能源电动车。系统级测试已完成，车辆实车路试正在进行中。
Kauffmann表示：“结构式电池包外壳将创新型材料与功能集成相结合，相较于金属基线方案，实现了轻量化和成本优化。” 他补充道，“该方案相较于金属设计，具有更低的成本、更轻的重量以及更低的碳足迹。”
该原型电池托盘为m由恩骅力的Durethan® B24CMH2.0（PA6）配合直接长纤维技术（D-LFT），使最终产品中长玻纤含量达到45%。电池托盘采用Tepex 热塑性复合板材技术进行增强。
该PA6非增强产品经过专门设计，适用于D-LFT压缩成型。具备长期耐热稳定性（可达160°C），适用于空气/氧气环境下的加工，优化以实现低排放（如烟雾、气体），并具备优异的流动性，实现更佳充模性能并降低锁模力。
Keith Kauffmann 从SPE会议主席 Jeff Helms 处获得会议证书。
结合压缩成型工艺时，D-LFT技术使注塑成型工程师可以灵活调整玻璃纤维含量（如有需要），并提供更大自由切换玻纤类型或...适用于壁厚变化较大的几何结构，能够实现碳纤维级别的性能。
压缩成型还可选配将D-LFT与Tepex复合板材结合使用，从而增强结构性能并提升对热失控的防护能力。
热塑性电池壳体已实现的优势包括：
- 单步压缩成型工艺
- 零部件与功能高度集成
- 极大减少装配工序
- 总体成本降低
- 高回收利用潜力，碳足迹更低
- 相较于铝设计具有更大的减重空间
Kauffmann 表示：“一体成型设计相比多片式托盘，尺寸公差更优异，简化的结构对生产空间需求更少。供应商数量减少意味着物流环节精简，材料一致性更高。”
此外，通过叠加云母片和铝箔，该方案满足新能源行业对阻燃和电磁屏蔽（EMS）的严格要求。
Kauffmann 表示：“我们相信，更加智能的材料选择以及先进材料的采用，将推动包括电池壳体在内的部件进一步集成。例如，虽然此前需通过云母片实现热失控防护，但我们认为 Tepex 有潜力将热失控防护功能集成进电池包顶盖设计。”
作为解决方案供应商，恩骅力为压缩成型和注塑成型均提供了丰富的解决方案，凭借内部工程技术专长，为设计与工程开发提供全方位支持。
Kauffmann 总结道：“我们观察到市场对塑料电池壳体在成本与重量优化方面需求的持续增长。虽然压缩成型工艺已……针对此电池包样件所选用的注塑成型技术，现已可实现如此大尺寸部件的成型。注塑成型的主要优势包括更高的功能集成度和工艺可重复性。恩骅力（Envalior）为客户提供丰富的材料和工程解决方案，助力实现电池包在性能与成本方面的目标。