随着国内汽车市场的日趋成熟,中国汽车市场正在进入激烈的市场竞争时代。具有汽车消费经验的消费者对汽车性能、安全和驾乘舒适等要求越来越高。为满足汽车节能、环保、安全、舒适的要求,实现轻量化、高强度、高性能的目标,汽车材料及工艺体系也发生了巨大的变化。基于智能化、电动化和轻量化的需求,汽车新材料新工艺的应用也纷至沓来。为更好地服务于汽车产品开发,打通汽车新材料推广应用的“技术链”与“供应链”,实现汽车产品的品质提升,中国汽车材料网于2018年08月正式启动了《汽车新材料新工艺应用技术手册》编制工作。
历经一年多的时间,编制组走访了各大行业交流和展示会及部分新材料企业,得到了汽车材料与工艺领域多位专家的悉心指导。在面向行业广泛征集新材料新工艺方案后,通过编写组系统的梳理和编辑,目前《汽车新材料新工艺应用技术手册》编制工作已经完成,并计划于2020年1月底正式面向行业公开出版发行。

2、目录
《汽车新材料新工艺应用技术手册》内容涵盖:


以上为《手册》的部分目录,有意向的客户可以联系购买。所有内容仅提供书面打印装订版。
为了满足不同客户需求,本《手册》提供个性化定制服务,读者可整体购买,也可根据自身的需求单独定制。定制服务涉及模块包括基础篇、车身、底盘、内外饰、新能源等独立系统的内容。
《手册》内容摘录示例:
电池包新材料新工艺方案
电池包是新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能,主要通过壳体包络构成电池包主体。电池包壳体作为电池模块的承载体,对电池模块的安全工作和防护起着关键作用。因此,新能源电池壳体技术要求满足一定的强度、足够的刚度(NVH)、密封性能、散热性能、表面防腐性能、电磁屏蔽、理想的价格、轻量化、便于拆装等。
(1)电池包上壳体
电池包上壳体位于电池PACK上方,不承受侧面及底面的冲击,也不支撑整个电池组的质量,仅仅起密封作用。早期电池包上壳体采用冲压钢板,如Nissan Leaf、BMW i3等。也有采用铝板冲压而成,但其抗冲击性收到限制。近年来,在汽车轻量化需求的驱动下,电池包上壳体的选材逐渐从较重的钢材转向轻质复合材料。SMC、玻纤增强复合材料已在电池包上壳体中广泛应用,下表给出了几个热点车型的电池包上盖用材情况。
部分车型电池箱上盖材料及壁厚

1) SMC上壳体(内容详见《手册》)
2) 玻纤增强复合材料上壳体
以玻纤增强聚丙烯(PP)材料为主,多采用LFT-D成型工艺。具有较高的比强度和比刚度,抗冲击性好,质量稳定,外形美观,减重效果明显等特点。LFT-D材料性能优势:
- 重量轻:高阻燃性的玻纤增强热塑性复合材料密度为1.25g/cm3;
- 长纤维:纤维长度可达到30-40mm;
- 尺寸稳定:网络结构设计降低了成型收缩率,具有较好的抗蠕变性和低翘曲;
- 强度高:较普通短纤维增强复合材料,在拉伸、弯曲、抗冲击性强度方面具有显著优势;
- 环境适应性好:抗疲劳性好,耐腐蚀性好;
- 可回收再利用:热塑性复合材料可实现回收再利用。
玻纤增强复合材料壳体与传统钢板、SMC壳体性能对比如下表。
不同材料电池包上壳体的性能对比

目前玻纤增强复合材料壳体的应用较多,如下图所示的奇瑞M1A和S51车型的电池包。

奇瑞LFT-D电池壳(M1A-左,S51-右)
(2)电池包下壳体
1)传统钢制下壳体(内容详见《手册》)
2)铝合金下壳体(内容详见《手册》)
① 冲压铝板下壳体
② 压铸铝合金下壳体
③ 铝合金挤压型材+搅拌摩擦焊+ MIG焊下壳体
3)碳纤维复合材料下壳体(内容详见《手册》)
4)泡沫铝多材料复合电池下壳体
德国有研究机构采用纤维增强复合材料、泡沫铝以及固体铝制造多材料复合的电池包壳体。该结构由铝顶层+铝泡沫芯+环状纤维增强热塑性塑料(有机片)组成。具体结构如下图:

德国泡沫铝三明治电池包下壳体
不同材料电池包壳体的机械性能和成本对比如下图。

电池包壳体用材对比
综上,就目前发展来看,铝合金下壳体和塑料上壳体的方案较具轻量化的前景。下壳体采用铝挤压型材+搅拌摩擦焊+MIG焊的方案,综合应用成本低,性能满足要求,且可实现水冷电池的循环水道的集成。上壳体采非金属上壳体,主要用到PP/玻纤+LFT-D模压工艺,提高生产的效率且可满足火焰燃烧和密封性能要求,且模具成本较低。
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