金字塔-电池组外壳减重60%是如何实现的？

位于美国田纳西州的大众汽车创新中心（Volkswagen’s Innovation Hub）的研究人员，正在利用该大学和附近的橡树岭国家实验室的资源，寻求一种轻质复合材料结构，以取代如今使用较多的重型钢制电动汽车电池组外壳。

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金字塔状模块化结构，承受自身3万倍重量

据了解，电动汽车电池的外壳非常坚固，以保护电池在碰撞时不受冲击，所以钢铁常作为电池外壳的热门材料选择。然而，钢铁通常比较重，为了减轻电池本身的重量，电动汽车正在努力解决过重的问题。

为实现轻量化，大众正在开发替代复合材料，并依靠UT的高性能计算集群对所需结构进行人工智能分析。

他们研发一个微小金字塔形状的模块化结构。它可以用液态树脂3D打印出来的，这个结构能承受自身0.15磅重量的3万倍。耐久性测试表明，这种材料可以制造出比钢更能吸收能量的电池框架，同时可以减少60%的重量。


然而，诺克斯维尔中心负责人Hendrik Mainka指出，3D打印并不是生产此类部件的可行解决方案。他解释说:“我们在这里使用3D打印来制作原型，但我们不会使用增材制造来进行批量生产。”


大众ID.4 EV采用了坚固的不锈钢框架来保护其电池组，但代价是材料的质量很大。（图源：Volkswagen ）

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寻找批量生产解决方案

Mainka说，这些原型有必要使用3D打印，因为人工智能创造的形状只能这样做。“这种方法的能力真的令人印象深刻，”他说，“越来越接近我们所期望的材料特性。”

人工智能的下一个挑战将是开发出尽可能多地保持强度的形状，从而能够使用传统技术大批量生产。“我们希望能找到注塑成型或压缩成型的解决方案，”Mainka说，“然后我们就可以批量生产了。”

他预测，这种设计可能需要5到7年的时间才能投入生产。