欧宝体育链接:CpK公司开发电动汽车电池外壳生产周期短加工成本低
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  盖世汽车讯 与金属外壳相比,复合电池外壳具有诸多优势,比如重量更轻、更便于进行热管理或遏制热失控问题、不会腐蚀等。据外媒报道,荷兰汽车制造商Stellantis旗下CpK Interior Products公司开始提供基于新工艺的复合电池外壳。此前,该公司开发了一种制造优质、复杂度高的电池盒和托盘的工艺,该工艺具有生产周期短和模具成本低的特点。

  2019年,CpK公司的团队开始比较各种加工方法的生产周期、零部件质量、可能的零部件复杂性和模具成本,包括湿法压缩成型(WCM)、高压树脂传递成型(HP-RTM)和热压罐固化预浸料。通过HP-RTM和热压罐加工方法,可以生产出优质且高度复杂的零部件,但生产周期较长,模具成本相对较高;相比之下,WCM可以快速生产零部件,而且模具成本较低,但相对质量和复杂性较低。

  因此,CpK公司着手开发一种制造电池外壳的方法,其质量和复杂性可与热压罐或HP-RTM加工过程相媲美,但生产周期较短,而且模具成本低。该项目是与多家行业合作伙伴共同进行的,包括材料开发和测试,以及工艺设计。CpK研发和可持续发展负责人Murali Reddy博士表示,从研发实验室开始,相应的过程称为UniFORM,“将WCM与专有模具设计结合起来,在模具中抽真空,可在非常短的周期内生产出优质零部件”。

  据介绍,“这种工作方式是,将织物放入模具中,涂上液体树脂,再合上模具。将模具保持在树脂的固化温度,然后抽成真空,零件就成型了。”在某种意义上,这一过程是真空辅助HP-RTM和WCM的混合方法,其中三个关键元素是真空辅助模具、高温固化和快速固化树脂。根据零部件设计的复杂性,该过程演示了是否需要预成型。

  目前为止,研究人员已对不同类型的碳纤维进行了测试,并确认其可行性,其中几种材料的生产时间不到1分钟。对回收材料和斜纹材料也进行了测试,结果显示生产时间更长,可达3.5分钟。

  2021年,为了测试新技术,该公司选择一家专注于电池外壳设计的北美OEM公司。根据要求的规格,该外壳采用碳纤维/环氧树脂上下托盘,以及金属和注塑塑料内框组件。

  在复合材料托盘上,首先利用有限元分析(FEA)建模,分析其抗冲击、抗压和结构刚度等性能,并与钢或铝进行对比。CpK Interior Products的产品型号通过了每个OEM的要求。

  最后,利用UniFORM技术构建了模具和原型。Reddy表示:“我们测试了生产电池盒的可能性,不需要任何预制件,只使用原材料。每个托盘的生产周期为2分钟,纤维体积为50%。最终每个托盘的重量为44磅,与324磅的钢制版本相比,重量减轻了86.4%,与110磅的铝制版本相比,重量减轻了60%。整个部件厚度为3mm,尺寸为2061mm x 1361 mm。”

  CpK公司将继续进行内部测试,包括电磁干扰(EMI)屏蔽和其他性能,以生成完整的性能数据集,为潜在客户提供服务。Farrar表示,其最终目标是充分利用CpK Interior的各项能力,包括研发、设计工程、材料开发、制造和组装,以切合实际的价格点和生产周期,满足汽车市场对轻量化、优质复合材料电池外壳的需求。