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从Model S和BMW简谈电池系统的塑料应用

 知化汽车 2021-07-30

上次文章中的参会信息放错了,重新发一次。

工程塑料,这个不起眼的小物件,在电池包中的应用大多为三类零部件,一类是电气件,主要为各种汇流排、高压连接器、继电器、熔断器组件等,如Model S电池包与整车高压连接座,选用的材料为PC+PBT-GF30,重约0.2kg

第二类是结构件,有些是作为承载件,如Model S的模组两侧的侧板,最初的方案是采用铝合金,后面就改成了塑料:

有些则是作为对电气零部件的防护,如模组输出极的电气盖帽:

还有些就是既具有承载作用,同时也具有相关的防护,如Model S中的熔断器组件,熔断器基座的上壳体材料为PC/PBT-GF30 重约0.041kg   ;下壳体材料也为PC/PBT-GF30,重约0.140kg;熔断器保护罩的材料为PC-GF10,重约0.013kg    

第三类是液冷系统的管路和连接头,如Model S的快接插头,选用的材料是PA 6,重约0.21kg

当然,整包上还有其他地方也会用到塑料,如密封等。对于模组而言,大部件的塑料首先是作为结构件的,与电气相关的也具有防护作用,如BMW X5的模组上,主要部位的塑料选用如下图:

上述只是对于一些代表部位的塑料应用进行了阐述,实际上随着大模组和CTP技术的出现,整个电池包内对于塑料的需求在不断增加,这一方面是有轻量化的技术要求,这一类的技术动向可以称之为结构件的“轻塑化”;

另一个方面,就是国标对于热失控5分钟的要求,使得有不少的方案在向特殊性能的塑料在走。最后,有些企业已经在研究将整个电池包的箱体,包括下箱体,全都用塑料来实现,这相对于仅仅将上盖进行轻量化如SMC等,将更进一步。

根据当前平均水平的粗略估计,续航300~400公里的电池包,带电量在40~60kWh左右,工程塑料的使用量约为12.5kg2019年国内纯电动乘用车产量约87.7万辆(中国汽车工业协会),如果平均按300~400公里来计算的话,大概需要10962.5吨工程塑料。

塑料在整个电动汽车上的应用是复杂而且多样的,为了能够更为系统、详细地了解塑料在新能源汽车领域的实际应用,在718日(下周六)下午,我们联合帝斯曼策划了一个专门针对新能源汽车核心关键部件的工程塑料应用研讨会,试图从三个角度为大家解析塑料在电动汽车上的应用,分别是:

1、核心部件的哪些地方用到了塑料,用了哪些塑料;

2、一些典型案例(如特斯拉),用了哪些塑料材料;

3、这些核心部件,对塑料的技术要求和需求;

最后,针对这些要求和需求,有哪些好的解决方案。

基于这个思路,我们分别对燃料电池系统、动力电池系统、充电枪/桩与高压连接器,以及动力总成(电机电控等)四个核心部件与系统进行了分别讲解,具体的主题如下:

1)燃料电池系统:

  • 燃料电池汽车的市场发展趋势

  • 工程塑料在燃料电池上的技术要求

  • 典型燃料电池的塑料应用案例

  • 燃料电池塑料材料如何选型及DSM的解决方案

2)动力电池系统:

  • 工程材料在电池系统上的应用趋势

  • 电池系统中所用(非金属)材料的类型与统计

  • 典型的工程材料技术要求

  • 轻量化与热失控对工程材料的挑战与机遇

3)充电枪/桩和高压连接器:

  • 充电枪/桩和高压连接器所用工程塑料的类型统计

  • 充电枪/桩和高压连接器相关应用技术要求,如何选材和材料解决方案

  • 工程材料应用案例介绍与经验分享

  • 工程材料的案例研究与常见应用技术要求

4)电动汽车动力总成:

  • 动力总成原理及主要零部件组成

  • 动力总成的工程塑料类型与技术应用要求

  • 典型动力总成工程塑料案例与比较

  • 如何进行材料选型及DSM的解决方案

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