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降本增效！這些復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件讓新能源汽車(chē)“瘦身”還耐碰撞
【塑料機(jī)械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】對(duì)于新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)，不僅要減重，更要耐碰撞，保護(hù)好電池才能實(shí)現(xiàn)安全駕駛。近日，朗盛及TRB 公司分別推出了可幫助新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)件減重及提高耐碰撞性能的復(fù)合材料解決方案，并通過(guò)批量生產(chǎn)的方式實(shí)現(xiàn)成本效益，降本又增效。
減重40%且耐碰撞的電池支架
在梅賽德斯-奔馳 S 級(jí)轎車(chē)的高級(jí)自動(dòng)化駕駛輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件中，采用朗盛Tepex 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制造電池支架，為該系統(tǒng)的“智能駕駛”供電。
據(jù)介紹，這款弓形支架由德國(guó)洛恩的Poeppelmann Kunststoff-Technik 公司制造。它的基材為聚丙烯基 Tepex dynalite 104-RGUD600(4)/47%。制造方法是將復(fù)合材料的成型(懸垂)與注射成型相結(jié)合的兩步法工藝。
“采用復(fù)合材料意味著成品可比金屬造的減重 40%，” Poeppelmann 輕量化設(shè)計(jì)專(zhuān)家 Joachim Schrapp 說(shuō)。“注塑成型步驟還可實(shí)現(xiàn)集成功能，不僅使安裝支架變得更加容易，而且還可減少了傳送運(yùn)輸工作。這些加工工藝有助于降低制造成本。”
01
優(yōu)化受力分布
據(jù)介紹，該支架的作用是通過(guò)單獨(dú)夾緊將重約 10 公斤的電池牢牢固定在車(chē)輛后艙中，即使受到碰撞產(chǎn)生的加速力也不會(huì)對(duì)支架造成影響。支架充分利用Tepex 坯料出色強(qiáng)度和剛度性能，確保大部分受力通過(guò)復(fù)合材料的連續(xù)玻璃纖維進(jìn)行傳遞。
“這款復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)在于，與其他纖維增強(qiáng)注塑復(fù)合材料相比，它在高持續(xù)應(yīng)力下不會(huì)發(fā)生蠕變，不會(huì)變形。這可確保電池固定到位，”朗盛 Tepex 銷(xiāo)售和項(xiàng)目經(jīng)理 Philipp Maas 說(shuō)。該坯料還具有高度的疲勞強(qiáng)度，可確保材料不會(huì)因頻繁或劇烈振動(dòng)(例如坑洼引起的振動(dòng))而隨著時(shí)間的推移而變脆和破裂。
02
“夾入的”控制單元
在注塑階段集成在支架中的功能包括用于電纜的導(dǎo)軌以及用于兩個(gè)控制單元的支架和緊固件。Schrapp補(bǔ)充說(shuō)這兩件設(shè)備在安裝過(guò)程中只是簡(jiǎn)單地夾到位，無(wú)需花時(shí)間將它們擰入。
03
牢固的材料結(jié)合
Tepex材料的聚丙烯基材由四層連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)，其中大部分沿一個(gè)方向排列。用短玻璃纖維增強(qiáng)的注射成型化合物也是采用聚丙烯基材。“由于粘合基材和注塑材料匹配，這在它們之間形成了非常牢固的粘合。再加上復(fù)合材料的高比剛度，這會(huì)提高成品的強(qiáng)度和剛度。”Maas 說(shuō)。
04
耐腐蝕和電絕緣
復(fù)合半成品的另一個(gè)好處是它耐腐蝕，這使得運(yùn)輸和儲(chǔ)存比金屬卷更容易。結(jié)構(gòu)材料的電氣特性也起著關(guān)鍵作用。“它對(duì)車(chē)身和電池的金屬部件是電絕緣的，這大大降低了短路的風(fēng)險(xiǎn)。然而，由金屬制成的組件需要額外的措施來(lái)防止短路。”Schrapp 說(shuō)。
復(fù)合材料車(chē)底保護(hù)板：減重50%耐沖擊力提高數(shù)倍
英國(guó)的TRB Lightweight Structures 公司開(kāi)發(fā)了一種復(fù)合材料車(chē)底保護(hù)板，它可以在減輕重量的同時(shí)顯著提高耐沖擊力。這些面板由材料和專(zhuān)有的增韌TRB 樹(shù)脂組合而成，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。TRB公司表示，采用這種新解決方案具有成本效益，目前已在北美和英國(guó)試運(yùn)行。
TRB的復(fù)合材料車(chē)底保護(hù)板生產(chǎn)車(chē)間。
該保護(hù)板采用先進(jìn)材料的夾層結(jié)構(gòu)，智能分層以根據(jù)位置提供不同的沖擊吸收強(qiáng)度。測(cè)試表明，與先進(jìn)的鋼材解決方案相比，該保護(hù)板的沖擊吸收率翻倍，同時(shí)重量減半。TRB 表示，這些保護(hù)板可以涂漆，但與鋼不同的是，它不需要油漆來(lái)防止腐蝕，而重量輕的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了安裝和更換。
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