新能源汽车电池包壳体材料轻量化发展

电池包壳体主要作用是承载电池模组、电气模块、冷却模块等动力电池系统部件，同时保护电池和电气系统在受到外界碰撞、挤压是不会破坏。在动力电池系统中，电池壳占系统总重量约 20-30%，是主要结构件，显著影响其电耗、动力性、制动性能、被动安全性、一次充电续航里程等，因此新能源汽车电池壳的轻量化显得更为重要。

随着汽车节能环保和轻量化发展，电池壳体材料也出现了玻纤增强复合材料、碳纤增强复合材料和PC长纤维增强热塑性材料等多种轻量化的材料选择。

1. SMC复合材料

片状模塑料，以不饱和聚酯树脂为粘合剂，添加玻璃纤维、填料、颜料及其他助剂，浸渍玻璃纤维纱，两面用薄膜覆盖而制成的不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。

SMC材料与传统金属材料相比，有以下优点：

(1) 高比强度，高比模量。SMC比重为1.7-1.9g/cm3，代替金属材料有明显的减重效果；

(2) 热导率低，膨胀系数小，尺寸稳定；

(3) 耐化学腐蚀，SMC的耐电解液、耐酸、耐碱性比金属材料如钢、铝好的多，永不会生锈；

(4) 减震性好，耐冲击，共振小；

(5) 绝缘性能优于金属材料；

(6) 阻燃性能可以达到V0级；

(7) 可设计性强，通过优化结构可整体成型，减少二次装配。

2. 碳纤维增强复合材料

碳纤维复合材料已成为传统金属材质电池包壳体的理想替代品。与金属材料相比碳纤维密度约为1.7g/cm³。拉伸强度 3000MPa，弹性模量230GPa，质轻高强，耐高温，耐摩擦，抗震，热膨胀系数低。

3. PC+LFT-D长纤维增强热塑性材料

PC材料优异的阻燃性能、尺寸稳定性及力学性能，与LFT-D 工艺长纤维保持率相得益彰，契合了电池包壳体的应用需求。材料具有阻燃性好，高刚性，高韧性，零件不易开裂等特点，上下壳体可以更紧密地结合，提升了电池包在长期使用时的气密性水平。