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科思创电动汽车电池包上壳体解决方案: 循赋新生,守卫安全

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时间:1900/1/1 0:00:00

2020年,我国新能源汽车产量将超过130万辆。作为新能源汽车的关键部件,汽车电池组面临着同时提高安全性和能量密度的巨大挑战。作为全球领先的材料供应商之一,Kostron携手合作伙伴,带来全新的解决方案,帮助提升汽车电池组上壳的性能。

硬核实力可以在PC+LFT-D技术中找到。

PC+LFT-D由Kostron和合作伙伴项目联合开发。以聚碳酸酯或其合金(统称为PC)为原料,采用长纤维(现为玻璃纤维)增强热塑性塑料进行在线共混成型(LFT-D)工艺,是制造电动汽车大尺寸电池组外壳的创新技术。这项技术在轻量化、环保、设计自由度、生产效率等方面都有了新的突破。

九大杰出表现,重塑行业新范式。

co-creation, superior

适应性

PC+LFT-D非常适合制造电池组的上壳。PC材料优异的阻燃性、尺寸稳定性和机械性能与LFT-D工艺固有的长纤维保留率相得益彰,完美满足电池组上壳应用的要求。通过不懈的努力,研究人员探索出了一套有效的阻燃方法。另外,产品兼具高刚性和高韧性,零件不易开裂;上下外壳可以更紧密的结合,提高了电池组在长期使用过程中的气密性。

这项技术非常适合汽车工业的大规模和自动化生产要求。相比热固性塑料费时费力的操作过程,生产效率有望提高50%以上。

阻燃性

安全是所有技术的前提和基础。热塑性材料很难通过国标外燃火测试的传统观念被这项技术颠覆了。在火烧实验中,电池组上壳表面形成碳化层并迅速覆盖整个部位,起到了阻挡火焰的作用,减少了高温对碳化层下材料的影响。火烧实验后,零件的形状保持不变。与金属上壳相比,引入电池组的热量更少。

——创新的阻燃涂层解决方案

基于具有特殊化学结构的聚氨酯产品,我们开发了创新的阻燃解决方案。该解决方案可应用于高性能阻燃涂料的应用场景。基于该方案开发的防火涂料具有密度低、操作友好、施工效率高、固化快等特点。有利于新能源汽车动力电池的轻量化,可应用于自动化流水线作业。此外,该阻燃涂层可以显示出对不同材料的电池壳的优异粘附性。尤其是科思创的PC+LFT-D可以提供一体化解决方案,不仅实现了新能源汽车动力电池的轻量化,还帮助动力电池满足更好的阻燃性能和隔热性能。当电池失去热控时,能有效阻挡火焰侵入乘员舱,有助于满足GB 38031-2020(电动汽车用动力电池安全要求)的安全要求。

co-creation, superior

轻量

与主流SMC方案相比,PC方案密度更低,使用的玻璃纤维更少,使用该技术至少可以实现20%的减重。

环保回收

PC+LFT-D技术以热塑性塑料(PC)为基材,解决了目前使用的热固性塑料的环保和回收问题。基于目前的发展趋势,预测2035年纯电动汽车将成为中国市场主流,电池组累计报废将超过1亿。如果其中50%使用热固性塑料制作上壳体,将产生50万吨难以回收的垃圾,其体积超过30万m,可以装满150个标准游泳池。这显然与发展电动车保护环境的初衷背道而驰。废弃的热塑性塑料可以很容易地再次熔化和回收。

co-creation, superior

经济

考虑到该技术带来的生产效率的提升,PC+LFT-D技术的单位生产成本与SMC技术相当,且远低于其他热塑性材料(如HP-RTM、PCM)。且所需新增固定资产投资少,适合大规模推广。

设计自由

因为热塑性塑料的使用,产品设计的自由度相对于金属和热固性塑料方案被颠覆了。设计师不再需要拘泥于僵化的结构;不需要因为板材成型方式的限制而牺牲宝贵的空间。它们可以根据实际需要,自由分配不均匀的壁厚,调整局部结构(例如增加更复杂的筋),既满足了使用安全方便的要求,又最大限度地利用了空间,节省了材料,减轻了重量。设计师和工程师可以脑洞大开,在这个技术平台的基础上集成其他部分和功能。在提高设计自由度的同时,有助于简化工艺,提高劳动生产率。

颠覆性的大尺寸零件,精细的成型工艺

大尺寸热塑性材料的成型一直是工业界的难题,尤其是产品投影面积大于1.5㎡时,基本可以认为是传统高精度注塑技术的禁区。而模压成型工艺可以制造大型零件,但精度不高。PC+LFT-D技术完美融合了两种技术的优势。目前已经可以工业化生产投影面积大于2.5㎡的零件,形成类似注塑效果的复杂精致结构,而相应的机器和模具成本都在可接受的范围内。

co-creation, superior

通用技术

以前由于加工手段的限制,热塑性工程塑料只能通过注射成型制造较小的零件,而且只能混合短纤维。然而,连续纤维方案必须通过模制预制板来生产。该技术填补了短纤维增强材料和连续纤维增强材料之间的空白,创造了一个新的技术平台,为PC等热塑性工程塑料的应用打开了另一扇门。同时,汽车工业也有了新的加工方法。这项技术不仅可以生产电池组上壳,还可以自然延伸到其他大型零部件(如“四门两盖”)的制造,为汽车轻量化做出更大贡献。作为“共性技术”,具有巨大的集成创新空间,可以组合成多种新型复合材料,满足更广泛的应用需求。

co-creation, superior

清洁技术

PC+LFT-D技术在生产过程中无化学反应,不挥发有有害物质(或挥发极少),是一项更清洁的创新技术。

2018年以来,经过两年的不懈努力,PC+LFT-D技术已经基本成熟。此前,该技术生产的样机产品已亮相中国橡塑展和德国杜塞尔多夫K展,受到了全球汽车主机厂、电池厂和零部件供应商的广泛关注。

与合作伙伴的强强联合带来了卓越的产品和更前沿的解决方案。科斯特隆期待与更多的合作伙伴一起扬帆远航,共创美好未来!2020年,我国新能源汽车产量将超过130万辆。作为新能源汽车的关键部件,汽车电池组面临着同时提高安全性和能量密度的巨大挑战。作为全球领先的材料供应商之一,Kostron携手合作伙伴,带来全新的解决方案,帮助提升汽车电池组上壳的性能。

硬核实力可以在PC+LFT-D技术中找到。

PC+LFT-D由Kostron和合作伙伴项目联合开发。以聚碳酸酯或其合金(统称为PC)为原料,采用长纤维(现为玻璃纤维)增强热塑性塑料进行在线共混成型(LFT-D)工艺,是制造电动汽车大尺寸电池组外壳的创新技术。这项技术在轻量化、环保、设计自由度、生产效率等方面都有了新的突破。

九大杰出表现,重塑行业新范式。

co-creation, superior

适应性

PC+LFT-D非常适合制造电池组的上壳。PC材料优异的阻燃性、尺寸稳定性和机械性能与LFT-D工艺固有的长纤维保留率相得益彰,完美满足电池组上壳应用的要求。通过不懈的努力,研究人员探索出了一套有效的阻燃方法。另外,产品兼具高刚性和高韧性,零件不易开裂;上下外壳可以更紧密的结合,提高了电池组在长期使用过程中的气密性。

这项技术非常适合汽车工业的大规模和自动化生产要求。相比热固性塑料费时费力的操作过程,生产效率有望提高50%以上。

阻燃性

安全是所有技术的前提和基础。热塑性材料很难通过国标外燃火测试的传统观念被这项技术颠覆了。在火烧实验中,电池组上壳表面形成碳化层并迅速覆盖整个部位,起到了阻挡火焰的作用,减少了高温对碳化层下材料的影响。经过火烧试验后,零件的形状保持不变。与金属上壳相比,引入电池组的热量更少。

——创新的阻燃涂层解决方案

基于具有特殊化学结构的聚氨酯产品,我们开发了创新的阻燃解决方案。该解决方案可应用于高性能阻燃涂料的应用场景。基于该方案开发的防火涂料具有密度低、操作友好、施工效率高、固化快等特点。有利于新能源汽车动力电池的轻量化,可应用于自动化流水线作业。此外,该阻燃涂层可以显示出对不同材料的电池壳的优异粘附性。尤其是科思创的PC+LFT-D可以提供一体化解决方案,不仅实现了新能源汽车动力电池的轻量化,还帮助动力电池满足更好的阻燃性能和隔热性能。当电池失去热控时,能有效阻挡火焰侵入乘员舱,有助于满足GB 38031-2020(电动汽车用动力电池安全要求)的安全要求。

co-creation, superior

轻量

与主流SMC方案相比,PC方案密度更低,使用的玻璃纤维更少,使用该技术至少可以实现20%的减重。

环保回收

PC+LFT-D技术以热塑性塑料(PC)为基材,解决了目前使用的热固性塑料的环保和回收问题。基于目前的发展趋势,预测2035年纯电动汽车将成为中国市场主流,电池组累计报废将超过1亿。如果其中50%使用热固性塑料制作上壳体,将产生50万吨难以回收的垃圾,其体积超过30万m,可以装满150个标准游泳池。这显然与发展电动车保护环境的初衷背道而驰。废弃的热塑性塑料可以很容易地再次熔化和回收。

co-creation, superior

经济

考虑到该技术带来的生产效率的提升,PC+LFT-D技术的单位生产成本与SMC技术相当,且远低于其他热塑性材料(如HP-RTM、PCM)。且所需新增固定资产投资少,适合大规模推广。

设计自由

因为热塑性塑料的使用,产品设计的自由度相对于金属和热固性塑料方案被颠覆了。设计师不再需要拘泥于僵化的结构;不需要因为板材成型方式的限制而牺牲宝贵的空间。它们可以根据实际需要,自由分配不均匀的壁厚,调整局部结构(例如增加更复杂的筋),既满足了使用安全方便的要求,又最大限度地利用了空间,节省了材料,减轻了重量。设计师和工程师可以脑洞大开,在这个技术平台的基础上集成其他部分和功能。在提高设计自由度的同时,有助于简化工艺,提高劳动生产率。

颠覆性的大尺寸零件,精细的成型工艺

大尺寸热塑性材料的成型一直是工业界的难题,尤其是产品投影面积大于1.5㎡时,基本可以认为是传统高精度注塑技术的禁区。而模压成型工艺可以制造大型零件,但精度不高。PC+LFT-D技术完美融合了两种技术的优势。目前已经可以工业化生产投影面积大于2.5㎡的零件,形成类似注塑效果的复杂精致结构,而相应的机器和模具成本都在可接受的范围内。

co-creation, superior

通用技术

以前由于加工手段的限制,热塑性工程塑料只能通过注射成型制造较小的零件,而且只能混合短纤维。然而,连续纤维方案必须通过模制预制板来生产。该技术填补了短纤维增强材料和连续纤维增强材料之间的空白,创造了一个新的技术平台,为PC等热塑性工程塑料的应用打开了另一扇门。同时,汽车工业也有了新的加工方法。这项技术不仅可以生产电池组上壳,还可以自然延伸到其他大型零部件(如“四门两盖”)的制造,为汽车轻量化做出更大贡献。作为“共性技术”,具有巨大的集成创新空间,可以组合成多种新型复合材料,满足更广泛的应用需求。

co-creation, superior

清洁技术

PC+LFT-D技术在生产过程中无化学反应,不挥发有有害物质(或挥发极少),是一项更清洁的创新技术。

2018年以来,经过两年的不懈努力,PC+LFT-D技术已经基本成熟。此前,该技术生产的样机产品已亮相中国橡塑展和德国杜塞尔多夫K展,受到了全球汽车主机厂、电池厂和零部件供应商的广泛关注。

与合作伙伴的强强联合带来了卓越的产品和更前沿的解决方案。科斯特隆期待与更多的合作伙伴一起扬帆远航,共创美好未来!

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