汽车外壳哪些部位是塑料的(“传统”塑料也能做电池Pack外壳？不仅可以，还能造车)

Posted 2023-05-31

篇首语：男儿欲遂平生志，六经勤向窗前读。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了汽车外壳哪些部位是塑料的(“传统”塑料也能做电池Pack外壳？不仅可以，还能造车)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本月14号，Stellantis旗下CPK Interior Products公司进行了新工艺测试，用以验证碳纤维增强塑料（CFRP）电池托盘的真空辅助湿压成型。

图源：网络

该公司公布了部分工艺细节、配套工具和生产流程，称其为UniFORM技术。根据相关人员介绍，该技术会让一个尺寸为2061mm×1361mm，厚度为3mm的托盘重量控制在19.8KG，而同等大小的钢制版本要145.8KG，铝制要49.5KG。

图源：CPK公司官网

除了减重效果明显外，UniFORM会让每个托盘的生产周期缩短至2分钟，这最大程度发挥了CFRP材料特性。

看到这里，大家不禁会问：什么是CFRP？它和传统塑料有何共同点？它有何优点，能应用在新能源车型上？

首先回答的是CFRP，它是碳纤维增强塑料（Carbon fiber reinforced plastic）的简写，这种新型材料与传统塑料毫无关联，唯一共同的就是两者均采用了树脂作为原材料。

图源：网络

其次是CFRP的比强度是钢的6倍，铝的17倍。比模量是铝或钢的3倍。其耐疲劳特性要高于金属材料，导热性也优秀，同时具备优良的耐振动特性，不易发生共振。这些特点在电池包安全与车辆NVH提升上有很大帮助，所以得到新能源车企的关注。

在CFRP加工工艺上，现主要分湿法压缩成型（WCM-Wet Compression Molding）和高压树脂传递成型（HP-RTM）。两者的工艺流程十分简单，和时下火热的一体化压铸有些相似。在这里，我简单放两张流程图让大家简单了解一下，详细细节就不再赘述了。

图源：网络

在CFRP应用上，奥迪与宝马是最早投入使用的车企。前者在豪华轿车与运动跑车上使用，后者在早期的新能源车型i3与i8上运用。

图源：网络

相较于奥迪在部分白车身与高性能空力部件上“小打小闹”的使用，宝马则显得更具前瞻性。其在i3与i8上使用了17个与21个湿压部件，i8的车身侧框架就是利用HP-RTM工艺生产出来的。

早期的运用车型都是价格不菲的豪华车型，主要是材料产能有限，模具开发生产体系不完善。在我国在历经30多年的潜心研究后，在CFRP研发、生产与加工方面已经走到世界前列。

图源：NFD官网

今年7月15日，我国江苏新孚达复合材料有限公司NFD成功研发出新型CFRP，对比海外进口同类型产品，机械性能更优秀。

根据DDFiberglass 披露的数据，2021年，我国复合材料产量约为360万吨，这组数据包含了CFRP、芳纶等材料。

图源：网络

有了庞大的产能与国内技术的支持，蔚来在2018年发布的ES6上大胆采用了CFRP后地板总成、座椅总成与后地板横梁总成，总面积达2㎡，减重效果明显。

图源：网络

为蔚来提供上述总成的供应商是康得新与飞泽两家公司。今年4月21日，飞泽复材向蔚来交付第10万套CFRP产品，达成了首个中国汽车碳纤维复合材料零部件“十万级量产里程碑”。

图源：SGL官网

除此之外，在2019年，蔚来与德国SGL Carbon合作开发出CFRP电池包外壳原型，较同类型铝制产品轻40%左右。

魏斌博士图源：网络

根据蔚来轻量化工程高级经理魏斌博士介绍，在电池外壳系统中使用复合材料，特别是高性能碳纤维，可以使得车辆实现更好的动态性能，并获得非常高的电池组能量密度（超过180 Wh / kg），以此增加续航里程。

图源：网络

面对新能源汽车轻量化的需求，国内企业积极投入研发。苏州挪恩复合材料公司采用全新的真空辅助树脂灌注工艺VARI，成功试制了动力电池箱体，成本较现有的RTM工艺更低，生产效率更高。

在我国新能源主机厂与配套企业及各大科研团队的努力下，成功将CFRP成本价格降至传统民用车范围。相信在未来，越来越多采用CFRP电池包与车身结构架的新能源车型出现在道路上，为节能减排做出新贡献。