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PACK制造工艺系列:新能源电池包底部防石击涂层技术与类型

欢迎来到各位小伙伴来到“PACK制造工艺系列合集”!接下来我们将对新能源电池包零部件的材料类型、制造工艺和设计要点进行逐个分析 ,感谢阅读和关注~

随着新能源汽车渗透率的提升,舒适性、美观性和耐用性逐渐成为人们购买汽车的重要标准。

装在底盘上的电池包在高速行驶时,经常受到道路上碎石、泥沙等的撞击冲刷,危害巨大:

①导致电池包箱体底部的防腐蚀镀层损坏,导致金属材料裸露,显著加速腐蚀速度

②底盘噪音加大,传入驾驶室内,影响车辆静谧性  

01 防石击涂层的物理学基础

由动力定理可知,冲量等于动量的增量。即:

分析可知,在石块的冲量一定时,石块作用于汽车底部的时间越短,则底部受到的坐用力越大。

电动汽车高速行驶时,石击速度高达20~200km/h,一般的防护涂层很难阻挡石块的冲击。

不仅如此,力的作用时间越短,即力的作用速度增加时,物体的破坏将由韧性破坏变成脆性破坏。

经过上述分析可知,如果可以延长力的作用时间,例如在电池包底部增加防石击涂层,起到一定的缓冲作用,即可有效防止电池包遭到石击破坏。

02 防石击涂层的其他类型

新能源汽车底盘和电池包底部主流防石击涂层还有以下几种。涂层的模量、阻尼性能、应力分布、层间附着力和厚度等都对其防石击性能有显著的影响。

(1)沥青系涂层

最早应用于汽车底盘的防石击涂层是沥青石棉纤维厚浆型涂料,其优点和缺点都很突出。

沥青系涂料在汽车防石击领域的应用主要集中在传统汽车底盘防护,例如通过沥青基阻尼垫或涂料减少振动和噪音,目前基本没有用于电池包底部防石击领域。

主要组成:以沥青为主体,添加石棉或纤维填料

优点:防腐性好、价格低廉

缺点:机械强度差,弹性和耐寒性差,另外沥青热分解会散发致癌物(例如汽车报废时),污染较大

另外,沥青涂料需高温烘烤固化,施工条件局限性较大,电池包倾向于常温生产装配,因此不适合使用沥青涂层。

底盘装甲:粘附性橡胶沥青涂层

(2)PVC涂层

为了解决上述沥青涂层的缺点,PVC涂层被开发出来作为替代品。PVC是聚氯乙烯的均聚物,它耐磨性好,强度高,弹性态温度较宽。

电池箱体底面喷涂PVC、发泡材料

一般组成:PVC树脂粉、增塑剂、填料、增粘剂、防老剂、触变剂

施工方式:高压无气泵喷涂,120-150℃加热固化

优点:综合性能比沥青系涂层更好,原料来源广泛

缺点:低于800℃焚烧时会产生致癌物质,施工工艺较复杂

表1 PVC防石击涂料的性能

(2)聚氨酯弹性体涂层

区别于普通聚氨酯涂料,弹性聚氨酯以聚氨酯为主要成分,伸长率可以达到300-600%,具有优异的弹性和耐磨性,能有效吸收冲击能量,盐雾72小时后其石击等级为仍然可以保持在7-8级。

一般组成:聚酷、改性树脂、氨基树脂和常用颜填料、助剂等

应用场景:常用于高端汽车和重型车辆(装甲车、坦克等)的保护,其他领域如建筑、家具等聚氨酯涂料应用非常广泛

总结对比:

03 小米SU7 Ultra电池包“防弹涂层”

除了以上几种涂层之外,还有一种较为高端的涂层——聚脲涂层,目前主要在小米SU7 Ultra上应用(电池包底部、底盘装甲)。

雷总还在工厂顶楼通过“西瓜实验”验证了聚脲涂层的抗冲击能力。

优点:防腐、抗冲击和轻量化,1mm涂层使钢板抗冲击能力提升至同厚度钢材的8.3倍,符合欧盟RoHS标准

施工方式:80℃下30min表干,支持低温施工

成本:聚脲涂料价格大约是传统PVC涂料的2-3倍

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 我是晴耕雨读,既是工程师,也是分享者;

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       原文标题 : PACK制造工艺系列:新能源电池包底部防石击涂层技术与类型

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