2021年1月21日消息，在美國，環(huán)境保護(hù)署（EPA）表示，一輛車每減少100磅（45公斤）的重量，燃油經(jīng)濟(jì)性將提高1-2％。讓我們考慮與傳統(tǒng)金屬產(chǎn)品相比，復(fù)合材料電動(dòng)汽車電池外殼如何支持整體輕量化任務(wù)，并提供更多的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)汽車的電池外殼（也稱為框架、盒子或外殼）的主要目的是保持和保護(hù)電池。它們具有不同的形狀和大小，并且與其他汽車部件一樣，是爭奪知名度的幾種材料的發(fā)揮作用的地方。鋁和鋼是傳統(tǒng)的材料選擇。但是，復(fù)合材料可以提供改進(jìn)的替代方案，

考慮將鋁或鋼用于電動(dòng)汽車的電池盒

碳纖維型材

拉擠成型零件

電動(dòng)汽車面臨的障礙

目前，大規(guī)模電動(dòng)汽車的采用受到范圍焦慮的困擾，因?yàn)槿藗儞?dān)心車輛一次充電就無法行駛足夠遠(yuǎn)的距離。為了減輕這種情況，毫無疑問，需要安全，輕便和具有成本效益的電動(dòng)汽車。為了使這些電動(dòng)汽車進(jìn)入市場(chǎng)，構(gòu)成它們的組件還必須具備這些品質(zhì)。如果可以使用較輕的材料來制造零件而又不影響安全性和功能，那么對(duì)于原始設(shè)備制造商和系統(tǒng)供應(yīng)商而言，對(duì)于設(shè)計(jì)人員和材料選擇人員而言，這無疑是輕而易舉的事。在某些情況下，從金屬轉(zhuǎn)換為復(fù)合材料不僅與以前的功能匹配，而且還帶來了更多好處，從而超越了以前的功能。這在電動(dòng)汽車電池外殼的情況下得到了證明，因?yàn)閺?fù)合材料可以減輕重量，改善絕緣性，降低噪音，減少振動(dòng)和降低噪音。

復(fù)合材料可降低EV重量

可以說這是選擇復(fù)合材料的主要驅(qū)動(dòng)力，因?yàn)槿绻鈿び杉儚?fù)合材料而不是鋁制成，則可節(jié)省多達(dá)40％的重量。較輕的電池盒會(huì)對(duì)整個(gè)車輛產(chǎn)生積極的連鎖作用。車輛重量較輕時(shí)，需要較小的電池（或混合動(dòng)力車要減小的發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸）來牽引車輛。這種積極的螺旋效應(yīng)可降低車輛成本和行駛里程焦慮，這將在電動(dòng)汽車的大規(guī)模采用中發(fā)揮重要作用。

無需單獨(dú)的絕緣系統(tǒng)

除了本身就是一種較輕的材料外，復(fù)合材料還消除了對(duì)單獨(dú)的隔熱系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)可進(jìn)一步減輕重量，并有助于簡化供應(yīng)和價(jià)值鏈。對(duì)于金屬電池外殼，需要在材料周圍增加絕緣系統(tǒng)，以將電池保持在工作溫度下。由于復(fù)合材料的絕緣性能，這些材料已經(jīng)在防止傳熱方面做得很好，而無需在系統(tǒng)中增加更多的重量增加部件。

降低NVH的電動(dòng)汽車

雖然不是安全性至關(guān)重要的因素，但安靜的車輛是更具商業(yè)可行性的車輛。NVH是振動(dòng)或噪音的結(jié)果，這些振動(dòng)或噪音會(huì)在機(jī)艙內(nèi)以聲學(xué)方式傳播和輻射。復(fù)合材料的NVH比金屬的少，因?yàn)榍罢呔哂泄逃械淖枘崽匦?。?duì)于電池盒以及其他車輛部件而言，這是正確的，并且可能意味著豪華駕駛體驗(yàn)與不舒適駕駛體驗(yàn)之間的差異。

提升電動(dòng)汽車安全性

縱觀更廣闊的車輛，復(fù)合電池外殼可以設(shè)計(jì)為車身結(jié)構(gòu)的一部分，不僅可以保護(hù)電池，還可以保護(hù)車輛的乘客。復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度特性超過了鋁或鋼，從而提供了更好的碰撞安全性。這種整合將需要電池盒供應(yīng)商和底盤設(shè)計(jì)者之間的密切合作，但確實(shí)有可能提高車輛的安全性。

拉擠成型

大批量生產(chǎn)對(duì)于降低總體成本至關(guān)重要?？梢允褂美瓟D成型等連續(xù)制造方法來生產(chǎn)EV電池盒組件。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(jiān)固但更輕的部件。

記住，纖維是承載材料負(fù)載的部分。與復(fù)合材料制造商緊密合作，可使設(shè)計(jì)人員精確地設(shè)計(jì)纖維含量和排列方式，從而以最佳價(jià)格獲得最佳的強(qiáng)度和重量性能。

復(fù)合電動(dòng)汽車電池盒的下一步是什么？

如果OEM能夠獲得EPA預(yù)測(cè)的輕量化的能源經(jīng)濟(jì)回報(bào)，那么復(fù)合材料無疑將發(fā)揮作用。這可能不僅僅是簡單地減輕車輛的質(zhì)量，而且還提高了碰撞安全性，駕駛動(dòng)力和體驗(yàn)以及車輛的整體強(qiáng)度，其作用要大得多。范圍焦慮仍然是電動(dòng)汽車行業(yè)必須克服的關(guān)鍵障礙之一，在傳統(tǒng)的電池外殼材料選擇之外進(jìn)行思考是減輕車輛重量和提高燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵步驟。