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使用我们的 Tepex® 复合材料(一种轻质可持续材料)时,降低电池外壳火灾的风险

用于制造电动汽车电池外壳的材料在乘客安全方面播放关键作用。为了专注于电动汽车的安全性和性能,工程师需要使用一种能够提高电池热 稳定性、防止热失控并降低火灾或爆炸风险的材料。在恩骅力,我们测试了 Tepex® 品牌下的新型复合材料,该复合材料非常适合电动汽车电池内部的组件。该复合材料具有非常低的试样厚度,通过了电动汽车电池外壳的标准热失控测试。

随着电动汽车 (EV) 在机动交通中继续播放越来越重要的角色,电池安全至关重要。根据市场研究公司 Rho Motion的数据,去年电动汽车的全球销量增长了31%,达到1360万辆。纯电动汽车,即电池电动汽车 (BEV),占总数的 950 万辆。

作为一名工程师,您知道用于制造电动汽车电池外壳的材料在控制可能的火灾方面播放关键作用。为确保电动汽车的安全并保持其性能,您需要使用一种材料,以增强电池的热 稳定性,防止热失控,并降低火灾或爆炸的风险。 

我们测试了一种新的复合材料,以确保它能够承受火灾

如您所知,必须尽一切努力确保火势不会蔓延到整辆车并危及乘员。为确保用于电池外壳的材料能够承受火灾发生时电池外壳所承受的极端应力,必须进行热失控测试。我们为您做到了这一点。

我们在 Tepex® 品牌下测试了一种新型复合材料,该复合材料非常适合电动汽车电池内部的组件。该复合材料具有非常低的试样厚度,通过了电动汽车电池外壳的标准热失控测试。该复合材料对电池火灾的极端条件具有很高的耐受性,这归因于不易燃的长而连续的纤维,这些纤维在多层结构中增强了材料。该结构材料能够承受超过1000°C的极端压力和温度,特别是在电池热失控期间发生的磨料热颗粒的粗鲁轰击。

该复合材料可以通过涵盖此方面的标准测试,例如符合 UL 2596 的电池外壳热失控 (BETR) 测试,试样厚度仅为 2 毫米或更小。即使壁厚只有两毫米,该材料也能轻松满足涉及粒子轰击的电池应力测试的要求,该测试由svt Holding GmbH进行,svt Holding GmbH是包括工业消防安全应用在内的各个领域的领先公司。

在暴露于颗粒轰击时, Tepex® 试样没有发生烧穿,无论是在测试结束时的温度高达 1400°C 时,还是在测试结束后的 20 秒内。这在材料中没有任何额外的保护措施,也没有支撑金属板。

即使在壁厚低的情况下,也能确保高度的安全性,从而减轻重量。该复合材料还可以有效阻隔外部火源。在火盘测试中,基于联合国法规180,6.2.4,并模拟事故情况下高度逼真的电池火灾场景,燃烧燃料不会在材料上产生孔洞。纤维没有点燃。

您可以创建轻量级设计

新型复合材料的另一个优点是它比钢或铝轻得多。纯玻璃纤维增强材料变体的密度比钢低约70%。如果复合材料的核心层用碳纤维增强,则密度差异更大。与铝相比,我们的复合材料可以轻三分之一以上。 

您有多种纤维、纤维排列和基质材料 可供选择

该复合材料由几层长纤维和/或连续纤维组成。根据要求,每一层都可以用特殊的纤维纺织品进行增强。复合材料中的总纤维含量超过50%(按重量计)。聚酰胺或其他工程塑料可用作基体材料。因此,您可以要求复合材料专门适应您的要求。

该复合材料有含有再生碳纤维的变体,使回收材料在整个复合材料中的比例约为36重量%。这种复合材料特别适用于承受非常高机械载荷的外壳。当外壳需要电磁屏蔽时,碳纤维使其成为首选材料。全部纤维 浸渍有基质塑料,从而形成封闭的塑料表面。这确保了出色的电气性能,例如高介电强度和表面耐。它还提供出色的跟踪耐(CTI A > 400 V,相对漏电起痕指数)。

您可以在浸入式牵引装置流体 中使用复合材料

聚酰胺基复合材料还耐浸入式牵引装置。整个电池外壳通常浸没在这些不导电和高阻燃的流体中,作为直接牵引装置的手段。这样做是为了消散电池快速充电时产生的大量热量。在标准介电浸泡牵引装置流体中长期储存表明,即使在 1,500 小时后,复合材料的机械 特性也不会发生任何变化或开始膨胀,也不会将任何物质释放到牵引装置流体中。 

您可以轻松回收复合材料 

作为热塑性 材料,这种新型复合材料全部Tepex® 有机片材系列中的其他产品一样,可以很容易地回收利用,这意味着生产废物可以被粉碎,然后作为质量保证的回收化合物重新用于注塑成型。组件也可以以这种方式回收利用。此外,复合材料和组件也可以通过溶剂分解和解聚进行回收。 

了解更多 关于我们 热塑性复合材料

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关于我们作者

德克·博内菲尔德

Tepex全球产品管理和营销主管

在热塑性塑料 加工领域的不同公司工作后,Dirk Bonefeld 于 2011 年加入 Bond-Laminates GmbH(现为 恩骅力 公司),担任研发主管。从 2017 年到 2021 年,他担任消费电子产品和 运动 的营销和销售主管,并于 2021 年成为 Tepex 的全球产品管理和营销主管。Dirk拥有机械工程和聚合物技术博士学位。

撰写者

发布于

15 March 2024

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