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功能复合材料举例(新型结构复合材料特点产品)

2022-11-05 18:36:29

  高性能、低成本、轻量化、可回收循环使用、绿色环保的热塑性(树脂基)复合材料近年来得到快速发展与广泛应用。通过在热塑性(树脂)基体中添加连续纤维(UD单向带,或者纤维编织布)用于增强热塑性复合材料的机械力学性能,以及同时对(基体)树脂进行化学与物理改性(技术)来制备高性能化的连续纤维增强热塑性(树脂基)复合材料(包括新型结构复合材料、功能复合材料等)成为新材料发展的一条行之有效的重要捷径,是实现“通用塑料工程化、工程塑料功能化、特种塑料实用化”的最佳技术路线之一。

  随着全球对汽车降低油耗、实现节能减排的行业标准不断提高,汽车轻量化则是必然的选择。特别是对当前新能源汽车(包括纯电动汽车)对轻量化设计和轻量化新材料运用则显得更为重要,并且逐步发展成为当代电动汽车制造业中的核心技术之一。

  作为电动汽车核心部件之一的PACK电池包(箱)主耍是由电芯与控制系统集成组成,包括上盖板和下箱体组成,它既是一个结构件,又是一个功能件,其内部与外观设计与选择材料对各项技术参数和性能指标的要求十分高,同时需耍满足"轻量化新材料"、"轻量化结构设计"和"轻量化加工成形"的行业标准和低成本化的耍求,这是业界面临的一个共同难点。

  采用FiberForm数字化智能制造新工艺技术,并结合两种传统热成形工艺一精密注塑和模压制备连续纤维编织物(包含一层,或者多层)增强改性热塑性复合材料车载新型动力PACK电池包(箱),从而使该制品具有突出的抗冲击性能(>150KJ/m2)与轻量化。

  新型PACK电池包(箱)具有显著特点:生产工艺简单、加工快速、使用寿命长、比重低、翅曲变形小、尺寸稳定、吸水吸潮低、强度高、高低温的抗冲击性好、抗划痕、抗紫外光老化、耐化学溶剂腐蚀等性能显著提高,该制品属于轻量化设计与高性能化、低成本化、数字化智能制造,完全可回收循环使用的绿色环保产品。特别在需要使用轻量化材料和零部件的新能源汽车PACK电池包(箱)制造领域,本制品具有广泛的可设计性与工程应用,符合国家低碳经济与节能减排、循环使用与绿色环保的使用耍求。

  北京市碳纤维工程技术中心科技人员经过协同创新,克服技术难点,在国内外首次提出与制造了一种高性能、低成本、轻量化的连续大丝束碳纤维(50K编织物)增强增韧MPP0纳米复合材料,具有导热性能,同时又具有防化学电解液腐蚀、阻燃可达到UL-Ⅴ0耍求,并采用德国最先进的FiberForm加工成形技术,添加连续纤维(UD单向带,或者纤维编织布)用于连续纤维增强热塑性复合材料的力学性能,开发出轻量化的电池PACK包(箱体)同时实现"结构-功能-工艺”一体化的设计与制造,产品性价比达到最优化,同时满足安全性、功能性、绿色环保性和循回再使用性,比同尺寸铝合金材料制造的PACK电池包(箱)减重45∽55%,性能提高27-36%,材料成本提高15∽25%,综合成本降低20∽30%,具有较高的科技创新水平和广泛的市场应同前景。

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