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        贏創領導的團隊將環氧樹脂SMC用于電動車電池外殼

        放大字體  縮小字體 發布日期:2021-05-17  來源:PUWORLD獨家發布  瀏覽次數:150
        核心提示:贏創工業集團(德國埃森)在2021年2月報告說,它正在領導一個合作伙伴聯盟,該聯盟使用玻璃纖維增強的環氧樹脂片狀模塑料(SMC
               贏創工業集團(德國埃森)在2021年2月報告說,它正在領導一個合作伙伴聯盟,該聯盟使用玻璃纖維增強的環氧樹脂片狀模塑料(SMC)為電動汽車解決方案開發了一個更輕、更經濟的高壓電池外殼概念。該整體電池系統概念旨在為汽車行業提供一個更安全、更節能的金屬或價格更高的碳纖維增強塑料(CFRP)的替代品。
         
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                該團隊包括贏創、設計專家Forward Engineering(德國慕尼黑)、電池技術專家LION Smart(德國Garching)、合成商和制造商Lorenz Kunststofftechnik(德國Wallenhorst)以及工程服務和業務發展專家Vestaro(慕尼黑,贏創和Forward Engineering的合資公司),以及MINTH(中國嘉興市),一家全球電動車電池外殼和其他汽車結構制造商。
         
               該聯盟開發的復合電池外殼概念可用于三種電池尺寸。65千瓦時(kWh)、85千瓦時和120千瓦時,用于各種尺寸和級別的車輛。
         
               贏創應用技術ECA復合材料和粘合劑經理Sebastian de Nardo說,該電池外殼的起源可以追溯到幾年前。他說,贏創在更廣泛的復合材料市場上認識到,需要一種環氧樹脂SMC,以減少揮發性有機化合物的暴露,快速和容易加工,減輕重量,并提供比標準SMC更好的性能和機械性能。
         
               這首先使贏創開發了VESTALITE S,一種新的胺基環氧硬化劑。de Nardo說,它實現了環氧SMC中所尋求的許多屬性。他說,VESTALITE S可與任何環氧樹脂兼容,并可提高粘度、反應性和玻璃化轉變溫度(Tg)。它還能提供高達65%的纖維體積分數(FVF),以及在B階段達到低殘余收縮率。贏創與合成商Lorenz Kunststofftechnik合作,開發了帶有VESTALITE S固化劑的環氧樹脂配方,然后將注意力轉向尋找應用。
         
               de Nardo說,鑒于電動車電池外殼對機械、重量和成本的要求很高,贏創認為這是一個不錯的選擇。該公司最終與電池技術公司LION Smart建立了聯系,并與Forward Engineering合作,開始設計外殼,以封閉和保護LION Smart的電池技術。
         
                de Nardo說,最終的設計是完全新穎的,并且符合贏創希望的幾個特點,使該外殼能夠很好地滿足電動車OEM的需求。這些特點包括簡易性、可擴展性、最少的零件數量和易于組裝。de Nardo說:"我們希望系統保持簡單,以展示SMC的能力。外殼的設計細節包括平坦的鋁底,玻璃纖維/環氧樹脂SMC頂蓋中的形狀,模制的結構肋骨,模制的插入物,模制的安裝點,以及組裝時簡易的蓋子密封。
         
               外殼所包含的電池技術由LION Smart公司開發,被稱為LION Light Battery。它由多個超級電池組成。每個超級電池都浸泡在電介質冷卻液中,從而提供較低的平均工作溫度,延長了電池的使用壽命。這項技術要求在外殼內集成一個冷卻劑泵,并在外殼外集成一個熱交換器。而該設計可以滿足這一要求。LION輕型電池的模塊化設計允許擴展到120千瓦時,通過進一步的設計調整,它可以擴展到適應高能量的電動車,如公共汽車和卡車,它們通常需要200千瓦時的系統。
         
                贏創與Vestaro合作,驗證了環氧樹脂SMC外殼的可加工性。Vestaro公司的項目工程師Philipp Taschner說,該公司在現有的復雜SMC工具中制造了幾個硬件演示器,以驗證該材料在現實生活條件下的可加工性。這些演示器外殼是在迪芬巴赫(加拿大安大略省溫莎)的一臺壓機上生產的。模具是由Lorenz Kunststofftechnik公司開發的,如果外殼進入生產階段,該公司可能會生產這種外殼。Taschner說,環氧樹脂SMC在150℃下的反應時間約為3分鐘。乙烯基酯SMC的VOC排放量通常為969微克/克,而環氧SMC的VOC排放量僅為9微克/克,沒有苯乙烯排放。
         
               如前所述,該外殼有三種配置。65千瓦時的系統提供400伏電壓,重量為412公斤。85千瓦時的系統提供400伏電壓,重量為528公斤。120千瓦時的系統提供800伏電壓,重量為790公斤。每種配置的結構都來自于相同的模具,在X和Y方向上是可以擴展的。
         
                完成的外殼在各種服務環境中進行了測試;結果是壓倒性的積極。該外殼比其他基于SMC的外殼輕9.8%,提供高達350公斤的側面沖擊保護和良好的熱絕緣性能。熱性能特別強。在暴露于800°C的直接高溫下10分鐘后,外殼沒有被燒穿,最高外部溫度僅為350°C,并且測量的機械強度為1.9MPa。
         
               有了一個機械和熱可行的產品,以及一個可以適應相對較高制造量的工藝,Vestaro現在正與歐洲內外的電動汽車OEM以及汽車一級供應商合作,將其植入生產車輛中。如果當這種外殼在商業化車輛中實現時,來自Vestaro的Taschner預計設計將被修改,以滿足動力系統本身的工作包絡和要求。他說:"我們將根據OEM的要求調整這一概念,"他補充說,MINTH加入團隊后,提供了 "金屬結構和大規模生產方面的專業知識。他們為已經存在的伙伴關系增加了巨大的價值"。
         
         
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