轻量化是全球汽车发展的潮流。

实验证明,汽车质量降低一半,燃料消耗也会降低将近一半。2018年4月1日,《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》(双积分政策)正式执行,以降低燃料消耗等为目标对车企提出了要求。这反向推动了新能源汽车轻量化的发展。

2019年4月12日,在由寻材问料®及新材料在线®主办的“2019中国动力电池产业春季高峰论坛”上,北京航空航天大学教授张博明表示,玻纤增强复合材料重量轻、比强度高、耐热耐腐蚀,很适合新能源汽车的轻量化需求。

动力锂电池如何实现低成本轻量化?这种复合材料可以实现-复合材料网

北京航空航天大学 张博明教授

2018年底,国家发改委正式发布《汽车产业投资管理规定》,就提到了新能源汽车领域需重点发展非金属复合材料等轻量化材料的车身、零部件和整车。

张博明在会上介绍了连续玻纤增强复合材料,这种材料技术具备高性能、低成本、快速制造、节能环保的特点。他表示,“从航空航天的经验来看,只有复合材料才能达到减重25%的效果,比强度和比模量都不错。”

基于此,张博明和团队采用玻纤增强技术制造出电池盒,上下箱体都替换成复合材料,实现减重20%。“玻纤PAP对比钢、铝、SMC、LFT,减重效果明显,比碳纤维的性价比更高。”

他具体分析指出,连续玻纤增强乙烯基复合材料的强度为500Mpa,模量为30Gpa,密度为1.8g/cm3,显著优于钢材、铝合金、SMC、LFT等,减重效益显著。

在成本方面,复合材料量产制品具有突出的低成本优势,达到30-60元/公斤,和相同体积金属制品的制造成本相当。

此外,张博明还开发了热塑玻纤复材的电池模组封装固定方法,具有低成本、快速自动化,显著降低模组重量,高强度、不导电、提高模组安全可靠性的特点。

当前的动力电池包是分体式电池结构,张明博提出了基于复合材料波纹夹层的动力电池包一体化结构,可以充分利用复合材料各向异性的性能与结构成型工艺,实现结构高效设计,对于降低整车重量的效果十分明显。

他透露,团队开发的C30DB复材下箱体已经通过了全部十项电池包国标规定的测试,目前正在与整车企业和电池企业展开合作。