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干货丨电池壳体应该如何选材?

新能源汽车无疑是一匹“黑马”,而电池包无疑是这匹黑马的心脏。它提供动力,驱动其勇往直前。那大家对这个性命攸关的“心脏”有多少了解呢?本文将带领大家简单探讨一下电池包的结构以及壳体选材的要点。


 电池包的组成


电池包


箱/壳体结构

防火/结构/散热

模块

充放电/安全性

BMS

管理电芯与模组

接线盒

电气回路系统

热管理

导热散热


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▲ 大众MEB平台电池模组示意图


 电池包壳体选材之要点

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 基本需求 


电池包壳体作为电池模组的承载体,对电池模块的安全工作和防护汽车起到关键作用。壳体的结构强度、散热等性能是衡量电池工作能力的重要指标。随着3060碳中和的目标提出,市场对电池的能量密度、安全和循环寿命提出了更高的要求,降低电池壳体结构件的质量,提高其强度和散热性能,是提升电池性能的重要途径之一。


 硬性指标:中国EV规格“三项强标” 


  • GB 18384-2020《电动汽车安全要求》

  • GB 38032-2020《电动客车安全要求》

  • GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池电池安全要求》


“三项强标”于2020年5月12日发布,2021年1月1日生效,是目前世界上唯一的适用于新能源汽车电池安全的官方标准。该标准规定了电池和电池组的许多测试方法和所需规格。


✔ 电池:过充电、外部短路、热循环、压缩等。

✔ 电池包:振动,机械冲击,热冲击等。


其中8.2.7.2防止热失控的安全要求以及《附录C:热扩散乘员保护分析与验证报告》的影响中指出重要安全标准: 5分钟规则:电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间(测试热失控方法:钉刺法或加热器法)


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 GB38031-2020 电动汽车

用动力蓄电池安全要求规定的

热扩散乘员保护验证实验示意图


 目前材料的选择 


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 三菱化学FRTP:为新能源汽车助一臂之力 


三菱化学集团正在不断研发新的材料,通过汇聚本集团拥有的纤维、树脂、电池系统相关的技术和诀窍,以热塑性树脂为基体材料,优化纤维和树脂的组分,使材料既有强度、刚性、轻量化,又有可加工性、可回收利用性的特性。同时还提高材料的阻燃功能,在我司内部实验中确认本产品可在 1,000 摄氏度以上的火焰条件下阻燃5分钟。


  特点&优势

适合于一体化设计,提高生产效率,可用现有的加工工艺进行生产


高效能,集轻量化与高强度于一身,以塑代钢,使汽车能耗更低


无卤素材料,安全又环保


热塑性树脂,可再循环,比起SMC材料更环保,符合碳中和碳达峰的愿景



 电池热失控后会发生什么?

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不仅仅是高温环境,同时高速加热的气体从电池单元的排气孔飞溅出来,速度50~300m/s,最高温度可达约1200°C。持续时间约每个电池单元10秒。随着从电池单元到相邻单元的热失控传热的进行,高温气体的喷射会不断重复。

根据伦敦帝国理工学院的Laura Bravo Diaz博士于2021年2月17日在BEVA会议上的发表,如果有足够的氧气,飞散的电解液就会完全燃烧。温度将达到1800°C。

因此材料对于提高电池的安全性从而更好地保护乘客的生命安全上起着极大的作用。

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想要了解三菱化学FRTP如何解决这个问题,请扫描二维码填写信息,获取更详细的资料。


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