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Fraunhofer开发由连续纤维增强热塑性塑料组成牵引电池外壳

作者: 时间:2019-02-26 11:20   

  Fraunhofer结构耐久性和系统可靠性研究所与合作伙伴开发了一种具有蓄热能力的牵引电池。重点是一种新型的三明治电池外壳由连续纤维增强热塑性塑料(CFRTP),这有助于绝缘热存储在牵引电池预处理。

  在柴油汽车和一般内燃机(ICE)汽车即将被禁止的时代,电池电动汽车(BEV)正变得越来越令人感兴趣,特别是在城市环境中。提高电池容量可以延长行驶时间,但电动汽车的驱动范围会有所不同,特别是在较低的环境温度下。因此,在欧盟项目“优化能源管理和使用”(OPTEMUS)范围内,开发了大量提高效率的技术,并将其整体联系起来,特别是为了减少菲亚特500e EV的范围变化。这包括具有蓄热能力的牵引电池,该电池是弗劳恩霍夫结构耐久性和系统可靠性研究所与合作伙伴共同开发的。重点是一种新型的三明治电池外壳由连续纤维增强热塑性塑料(CFRTP),这有助于绝缘热存储在牵引电池预处理。

  在Fraunhofer LBF开发的一种混合原位工艺可在成本敏感的大容量应用中生产复杂的、功能集成的CFRTP三明治元件。

  Fraunhofer LBF开发的蓄热材料可用于在乘车前在寒冷天气中对温度敏感的电池进行预处理,并使用隔热的CFRTP夹心外壳使其保持在最佳工作温度。因此,通常可以避免主动温度控制。相反,可以缓解电池在快速充电过程中可能出现的短期、不必要的热量增加。

  “我们开发的材料、结构和工艺技术为驾驶员提供了更可靠和一致的Bev范围。此外,在Fraunhofer LBF负责研究项目的Felix Weidmann解释说:“此外,车辆开发人员和设计人员还可以从轻量级结构和功能集成的新工艺技术中获益。

  机械和热的要求是由新型CFRTP电池外壳提供的。这是由一个三明治结构的基础上UD磁带面片(UDMAX,SABIC)覆盖一个完整的聚合物泡沫核心。泡沫芯子提供了隔热材料,而面板承担了大部分的负荷。为此,LBF的科学家将UD磁带整合成一种交叉复合材料,并将其预成三维(3D)复合面片。在这些三维面片之间,聚合物泡沫芯体采用一种新的混合原位制造工艺注塑成型。由此产生的三明治结构有几个优点:它提供了高的轻量化潜力,并实现了高比弯曲性能和抗冲击性能。此外,它还提供了针对入侵事件的高级别保护,入侵事件尤其是在电池组中发挥着重要的安全作用。

  电池模组外壳由隔热聚合物泡沫(黑色)组成,表面覆盖连续纤维增强(CFRTP)面片,使用混合原位工艺仅需2分钟即可制造出电池组件外壳。

  为了满足汽车的要求,材料和结构的概念已经发展到大容量的应用。OPTEMUS电池外壳的制造是由Fraunhofer LBF开发的一种混合制造工艺实现的,这使得首次能够在短短2分钟内提供具有功能集成和隔热的CFRTP三明治组件。

  OPTEMUS项目由“Horizon 2020”框架的“绿色车辆倡议”供资。