电动车电池箱成为塑料大展拳脚之地

　　电动车（EV）的电池箱体过去由金属制成，如今，热塑性塑料和热固性塑料的电池箱体正在开发中，而热塑性塑料材质的电池模块框架已经正式投入生产。
塑料加工商RehauAG+Co.公司是参与开发轻型电力驱动概念车Street-Scooter短途车（SDV）的80家合作企业之一。在9月在德国法兰克福举行的法兰克福国际汽车展（IAA2011）上展出Street Scooter的同时，Rehau公司现场展示了其新开发的Ultralitec汽车电池箱体生产工艺。

　　一直以来，电动车电池箱体都采用易于成型的金属箱体。但Street Scooter项目的主管们说道，他们决定启用热塑性箱体以达到减重和避免腐蚀的效果。

　　此外，由于塑料导热性较低，因此不必使用在金属箱体中需要用到的泡沫保温板。集成在电池箱体中的连接器能起到热障层的作用，避免受到充电时电池过热和冬季气温过低的影响。

　　塑料电池箱体在发生碰撞时能够收纳住250公斤的电池，还有助于提升整辆车的刚度。

　　Rehau说道：“塑料能够打造出最理想的电池箱体结构，而金属在这方面几乎毫无未来可言。”

　　Ultralitec工艺将纤维增强热塑性塑料用到了一个多达27层的结构件中。该工艺通过3D模拟依照最大载荷来优化对拉伸纤维的铺放，在最需要承重的地方给予最大的坚硬度。

　　组合而成的纤维层采用加热和压缩成型方式，而其他零部件则通过注塑方式添加到其中。由此制成的电池箱体在体积上比金属箱体小50％，重量则要轻30％。

　　弗劳恩霍夫协会化工技术研究所（ICT）和弗劳恩霍夫协会的其他机械与材料研究所已为聚氨酯车身的ArtegaGT跑车的电动版原型车开发出了一种热固性塑料电池箱体。这种箱体可承载重达340公斤的电池，自重35公斤，比金属箱体的重量约轻35％。

　　弗劳恩霍夫电动交通系统研究中心的项目经理Manfred Reif说道，热固性电池箱体能够承受十倍重力加速度的撞击，且能避免电池受到速度高达每小时60公里的尖锐物体的碰撞。此外还采用了半透膜来平衡压力。

　　其生产周期时间也已经过优化，使之更适合通常比航空复合材料行业产量更高的车用复合材料行业。Reif说，这主要是通过“一种有多个步骤同步运作的过程链”所实现的。在生产阶段中对塑料进行同步加热。在单射工艺中同时完成对定向型玻璃纤维结构或定制金属嵌件的组装和压制，以确保达到理想的负载和拉伸强度，或是将其与Artega的后尾箱连在一起。

　　Mann+Hummel公司在9月举行的IAA 2011展上宣布说，该公司已经签下了有史以来最大的一宗合约，订单价值“数千万美元”，为通用汽车公司日产160000个锂离子电池模块框架。这些电池模块框架将被用在雪佛兰Volt和欧宝Ampera增程型混合动力电动车上，该项目在2010年10月启动，将在2014年开始全面交付。

　　这种塑料电池部件被定位为一种“可直接上市的解决方案”，材质选用巴斯夫的Ultramid1503-2F级别PA66，该材料增加了33％的玻璃纤维增强和水解稳定。

　　这些部件将在M+H建在美国密歇根州Portage的工厂生产。在投入全面生产之前，在2012年将先由通用汽车位于美国密歇根州Brownstown的工厂每天供应40000个零部件。
电池模块框架能对电池单元起到支撑和调整的作用，并带有过热保护传感器，配备了电气绝缘装置和模内冷却液槽。

　　其所用的电池中共有288个零部件，其中160个零部件由M+H生产。其中包括18个端框架和135个栈框架，外加一个流体分配器，所有这些零部件统一采用PA66材质。考虑到每年要生产8百万至9百万个精密模塑件，因此M+H认为加快生产周期时间至关重要，为此该公司为这类零部件专门开发出了一种新的生产工艺。

　　这一电池应用方案在11月的美国塑料工程师协会（SPE）汽车创新大奖中赢得传动系类别的大奖。在此类零部件的设计中用到了Autodesk公司的Moldflow模拟软件，并在模具生产过程中使用了Synventive公司提供的热流道系统。