2017年9月28日，我國工信部正式發(fā)布《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，并于2018年4月1日正式實施。雙積分政策的出臺讓新能源汽車市場進入爆發(fā)期。2017年我國新能源汽車產(chǎn)銷量分別高達79.4萬輛和77.7萬輛，連續(xù)三年成為新能源汽車產(chǎn)銷第一大國。在汽車輕量化的大背景下，新能源汽車的發(fā)展也面臨著輕量化的難題。特別是新能源汽車的“三電”系統(tǒng)占去了整車整備質(zhì)量的1/4左右，電池包成為新能源汽車輕量化發(fā)展的重點問題。

殼體設計要求嚴格

電池包是新能源汽車的核心能量源，為整車提供驅(qū)動電能，主要通過殼體包絡構成電池包主體。電池包殼體作為電池模塊的承載體，對電池模塊的安全工作和防護起著關鍵作用。電池包殼體的設計既要滿足強度剛度要求又要達到電器設備外殼防護等級IP67設計要求并且提供碰撞保護。在模塊化設計時，箱內(nèi)電池模塊在底板生根，要求線束走向合理、美觀且固定可靠。

如何通過多材料解決方案降低電池pack重量，提高能量密度？

電池包下殼體的選材

鋼制下殼體：一般采用傳統(tǒng)鋼板焊接而成。但傳統(tǒng)鋼制殼體不僅在重量方面表現(xiàn)弱勢，其主要還存在防腐的難題，特別是高溫條件下的腐蝕性問題。

鋁合金下殼體：多采用鑄造鋁合金焊接。鋁合金殼體在重量方面較鋼制材料優(yōu)勢明顯，且具有優(yōu)異的高溫耐腐蝕性、良好的導熱性以及較好的加工成型性。

如何通過多材料解決方案降低電池pack重量，提高能量密度？

鋁合金電池包應用案例

碳纖維復合材料下殼體：碳纖維一直以來都是車用輕質(zhì)材料的寵兒，但限于成本壓力，應用有限，但行業(yè)對碳纖維材料的應用熱情未減。如，上汽集團就依據(jù)其E50純電動車平臺開展了碳纖維電池殼體的研發(fā)。

電池包上殼體的選材

SMC上殼體：SMC材料具有優(yōu)異的輕量化效果，且價格低、耐腐蝕性好、絕緣性好，是目前較受歡迎的電池包殼體的輕量化替代材料。北汽C30、C33；廣汽A3X、A51等車型均有使用。

電池包殼體用材主流方案：擠壓鋁合金下殼體+PP/玻纖復合材料上殼體

新能源汽車輕量化發(fā)展的迫切需求催生了電池包殼體的多材料應用方案，行業(yè)各主機廠及電池包生產(chǎn)企業(yè)均在研究開發(fā)電池包殼體的新型輕量化解決方案。北京中材汽車復合材料有限公司嘗試采用碳纖和玻纖混雜的復合材料，通過RTM工藝成形，有效實現(xiàn)減重35%；凌云工業(yè)先后研究了LFT-D/GMT等復和材料殼體以及鋁合金下殼體的應用，在達到減重的同時，實現(xiàn)成本的降低。此外，近年來泡沫鋁在電池包中的研發(fā)與應用也逐步開展，國外還出現(xiàn)了由鋁合金頂層、泡沫鋁芯和環(huán)形纖維增強熱縮層構成的電池包殼體。

如何通過多材料解決方案降低電池pack重量，提高能量密度？

就目前發(fā)展來看，鋁合金下殼體和塑料上殼體的方案較具輕量化的前景。下殼體采用鋁擠壓型材+攪拌摩擦焊++MIG焊的方案，綜合應用成本低，性能滿足要求，且可實現(xiàn)水冷電池的循環(huán)水道的集成。上殼體采非金屬上殼體，主要用到PP/玻纖+LFT-D模壓工藝，提高生產(chǎn)的效率且可滿足火焰燃燒和密封性能要求，且模具成本較低。

綜上，電池包多材料的應用是新能源汽車輕量化發(fā)展的要求，也是順應汽車多材料混合應用的趨勢。但是，隨著國家電池能量密度補貼政策的逐步加嚴，電池包如何進一步實現(xiàn)輕量化？如何降低玻纖、碳纖復合材料的應用成本；解決多材料的應用連接；鋁合金電池包殼體的焊接變形等，還有待探討。