新能源汽车电池包轻量化概述

发布者:admin 发布时间:2019-10-24 18:39 浏览次数:

  的制造思路是油改电,传统的燃油车主要以钢制车身为主,对钢铁的研究及技术的掌握较娴熟,所以电池包箱体一开始被设计成了钢质。日产LEAF的电池包箱体为钢制结构,如下图所示。

  特斯拉Model S为首款深入人心的纯电动汽车,作为特斯拉的第一款车型,整包重量近900kg。其电池包箱体为铝质,重量约125kg。通过铝型材的设计(框架是型材的),电池箱体内部可整体的摆放电池模组。

  独爱铝材的蔚来ES8的电池包箱体自然也是采用铝型材制造,电池组重量为525kg。它使用了容量为70kwh的三元锂VDA方形电池,其整包的能量密度大约为170wh/kg。

  由于新能源汽车增加了电池包,导致整车重量比燃油车大。车重的增加将导致刹车距离更远,对乘员的保护要求更高。电池包位于驾驶舱以下,在碰撞中需避免电池包的侵入及避免着火爆炸等风险,一般会做挤压、振动和冲击等试验,或许可以考虑用热成形钢做电池壳体。

  铸铝的电池托盘箱体一体性较好,避免了钢制或挤出型材的焊接、密封、漏水、腐蚀等问题。铸造一直是批量制造铝合金箱体的主要工艺方法,比如通用、宝马车型的PHEV的小电池盒一般都是通过铸造的方式,但纯电车型需要的是一个大包,这对铝铸造来说也是一个挑战。目前,铝铸件主要用于高端车型,比如腾势500采用的是铝铸造电池包箱体。

  除此之外,电池包箱体还可以采用碳纤维、泡沫铝、SMC等材质来制造,但目前还未见有在汽车上大批量应用。电池包的上盖板可采用SMC或碳纤维复合材料制造,从而达到轻量化的效果。

  更有甚者,想到用PDCPD材料来制作电池包箱体,虽然目前还未商用,但想法不错。

  电池系统的制造工艺,包括电池单体的封装、电池模组的排布、热管理电器系统的设计等装配工艺;还包括电池单体、电池包箱体的连接工艺等方方面面。

  航天工程装备公司的吉华博士,是电池包箱体连接方面的专家。他归纳的铝合金电池包的结构形式中,框架承载式是指铝型材与冲压件的配合,此方案的重量较轻。具备优异的静强度、疲劳性能、耐腐蚀性能、抗碰撞及挤压性能等。

  目前,电池包系统重量占整车20%以上,成本占整车高达30%-60%,新能源汽车较传统汽车更需要轻量化。由于篇幅有限,本文介绍了电池包系统的几种轻量化方案,希望大家能有一个大概的了解。

  关于铝合金电池包箱体的连接,纽北将在后期写一个专门的文章来介绍下,在此不再赘述;另外,关于Model3和捷豹I-Pace两经典电动车的电池包对比,将在近期完成,敬请期待!


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