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新能源汽車無疑是一匹“黑馬”，而電池包無疑是這匹黑馬的心臟。它提供動力，驅(qū)動其勇往直前。那大家對這個性命攸關(guān)的“心臟”有多少了解呢？本文將帶領(lǐng)大家簡單探討一下電池包的結(jié)構(gòu)以及殼體選材的要點(diǎn)。

 

 1.電池包的組成

 

電池包	箱/殼體結(jié)構(gòu)	防火/結(jié)構(gòu)/散熱
	模塊	充放電/安全性
	BMS	管理電芯與模組
	接線盒	電氣回路系統(tǒng)
	熱管理	導(dǎo)熱散熱

 

 

▲ 大眾MEB平臺電池模組示意圖

 

 2.電池包殼體選材之要點(diǎn)

 

 基本需求 

 

電池包殼體作為電池模組的承載體，對電池模塊的安全工作和防護(hù)汽車起到關(guān)鍵作用。殼體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、散熱等性能是衡量電池工作能力的重要指標(biāo)。隨著3060碳中和的目標(biāo)提出，市場對電池的能量密度、安全和循環(huán)壽命提出了更高的要求，降低電池殼體結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，提高其強(qiáng)度和散熱性能，是提升電池性能的重要途徑之一。

 

 硬性指標(biāo)：中國EV規(guī)格“三項(xiàng)強(qiáng)標(biāo)” 

 

GB 18384-2020《電動汽車安全要求》

 

GB 38032-2020《電動客車安全要求》

 

GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池電池安全要求》

 

“三項(xiàng)強(qiáng)標(biāo)”于2020年5月12日發(fā)布，2021年1月1日生效，是目前世界上唯一的適用于新能源汽車電池安全的官方標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電池和電池組的許多測試方法和所需規(guī)格。

 

? 電池：過充電、外部短路、熱循環(huán)、壓縮等。

 

? 電池包:振動，機(jī)械沖擊，熱沖擊等。

 

其中8.2.7.2防止熱失控的安全要求以及《附錄C:熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析與驗(yàn)證報告》的影響中指出重要安全標(biāo)準(zhǔn): 5分鐘規(guī)則：電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時間（測試熱失控方法：釘刺法或加熱器法）

 

 

▲ GB38031-2020 電動汽車

 

用動力蓄電池安全要求規(guī)定的

 

熱擴(kuò)散乘員保護(hù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)示意圖

 

 目前材料的選擇 

 

 

 三菱化學(xué)FRTP：為新能源汽車助一臂之力 

 

三菱化學(xué)集團(tuán)正在不斷研發(fā)新的材料，通過匯聚本集團(tuán)擁有的纖維、樹脂、電池系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)和訣竅，以熱塑性樹脂為基體材料，優(yōu)化纖維和樹脂的組分，使材料既有強(qiáng)度、剛性、輕量化，又有可加工性、可回收利用性的特性。同時還提高材料的阻燃功能，在我司內(nèi)部實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)本產(chǎn)品可在 1,000 攝氏度以上的火焰條件下阻燃5分鐘。

 

  特點(diǎn)&優(yōu)勢

 

適合于一體化設(shè)計，提高生產(chǎn)效率，可用現(xiàn)有的加工工藝進(jìn)行生產(chǎn)

 

高效能，集輕量化與高強(qiáng)度于一身，以塑代鋼，使汽車能耗更低

 

無鹵素材料，安全又環(huán)保

 

熱塑性樹脂，可再循環(huán),比起SMC材料更環(huán)保，符合碳中和碳達(dá)峰的愿景

 

3. 電池?zé)崾Э睾髸l(fā)生什么？

 

不僅僅是高溫環(huán)境，同時高速加熱的氣體從電池單元的排氣孔飛濺出來，速度50~300m/s，最高溫度可達(dá)約1200°C。持續(xù)時間約每個電池單元10秒。隨著從電池單元到相鄰單元的熱失控傳熱的進(jìn)行，高溫氣體的噴射會不斷重復(fù)。

 

根據(jù)倫敦帝國理工學(xué)院的Laura Bravo Diaz博士于2021年2月17日在BEVA會議上的發(fā)表，如果有足夠的氧氣，飛散的電解液就會完全燃燒。溫度將達(dá)到1800°C。

 

因此材料對于提高電池的安全性從而更好地保護(hù)乘客的生命安全上起著極大的作用。