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Fraunhofer LBF研发相变材料及“三明治”结构 提升电池外壳强度及隔热性能

盖世汽车 李文龙 2018-10-31 17:15:12
核心提示:据外媒报道,欧盟能源管理及使用优化项目旨在降低能耗并通过车辆空间优化方式,兼顾车内空间、成本及复杂性要求,旨在解决因电池容量有限而导致的电动车续航里程数受限问题。OPTEMUS项目涉及了一款带蓄热功能的动力电池,弗劳恩霍夫协会结构耐用性及系统可靠性研究所曾参与该产品的设计。该款由Fraunhofer LBF研发的相变复合材料系统可被用于预调温度敏感型电芯,适用于严寒气候,采用绝热罩后可确保其在最佳的工作温度下运行,从而延长电池的使用寿命。值得一提的是,该设计省去了主动温控。


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盖世汽车讯 据外媒报道,欧盟能源管理及使用优化项目(Optimized Energy Management and Use,OPTEMUS)旨在降低能耗并通过车辆空间优化方式,兼顾车内空间、成本及复杂性要求,旨在解决因电池容量有限而导致的电动车续航里程数受限问题。

OPTEMUS旨在研发众多创新型核心技术(综合热管理系统方案,由紧凑型制冷装置及紧凑型空调暖通装置、电池外壳、绝缘件构成,该方案可被用作蓄热、储能设备、热能管理控制单元、再生减震器构成)及互补性技术(complementary technologies)及智能控制(生态驾驶、环保路线策略、预见性座舱预调策略、最低能耗、电动管理策略)。

OPTEMUS项目涉及了一款带蓄热功能的动力电池,弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer LBF)结构耐用性及系统可靠性研究所曾参与该产品的设计。

该款由Fraunhofer LBF研发的相变复合材料系统(phase change material composite system)可被用于预调温度敏感型电芯,适用于严寒气候,采用绝热罩后可确保其在最佳的工作温度下运行,从而延长电池的使用寿命。值得一提的是,该设计省去了主动温控。

反之,该设计还能规避电池的不必要散热(unwanted heat)在短期内呈现上升态势,例如:电池快充的时候。

为确保相变复合材料的热解耦(thermally decouple),避免对环境造成及便于进程控制,Fraunhofer LBF科研人员采用了新方法来制作绝热、高强度电池外罩。

该部件基于泡沫塑料注塑一体式聚合物泡沫(SABIC PP15T1020)打造,采用混合生产工艺后,可与高强度热塑料纤维塑料复合材料(TP-FKV)相融合,该泡沫提升了材料的绝热性能。

为调查并评估不同类型的聚合物泡沫及泡沫孔结构(foam morphologies),从而提升隔热能力,研究人员设计一种基于计算机断层扫描3D图像技术的空洞分析法。

由于聚合物泡沫的强度和硬度低,研究人员在材料上涂覆了TP-FKV,确保其能安全地承载电池的工作载荷。为此,LBF科研人员制作了一款厚度为0.25毫米的薄单向性胶带(unidirectional tapes)(UDMAX from SABIC),在注入一体化泡沫前,利用混合制造工艺,对其三维进行调整,然后将其用作核心层,介于两个层压层(laminate cover layers)之间。

该三明治结构具有以下优点:轻量化潜力大、弯曲性能高、耐冲击性强。此外,该材料还对表面起到了防护作用,防止外部物质的侵入,在电池组应用中发挥了重要作用。

上述两款材料及结构理念均可被用于大规模生产中。(本文图片选自greencarcongress.com)

*特别声明:本文为技术类文章,禁止转载或大篇幅摘录!违规转载,法律必究。

本文地址:https://auto.gasgoo.com/News/2018/10/310515131513I70070401C501.shtml

 
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