該團(tuán)隊(duì)包括贏創(chuàng)、設(shè)計(jì)專家Forward Engineering（德國(guó)慕尼黑）、電池技術(shù)專家LION Smart（德國(guó)Garching）、合成商和制造商Lorenz Kunststofftechnik（德國(guó)Wallenhorst）以及工程服務(wù)和業(yè)務(wù)發(fā)展專家Vestaro（慕尼黑，贏創(chuàng)和Forward Engineering的合資公司），以及MINTH（中國(guó)嘉興市），一家全球電動(dòng)車電池外殼和其他汽車結(jié)構(gòu)制造商。

 

       該聯(lián)盟開發(fā)的復(fù)合電池外殼概念可用于三種電池尺寸。65千瓦時(shí)（kWh）、85千瓦時(shí)和120千瓦時(shí)，用于各種尺寸和級(jí)別的車輛。

 

       贏創(chuàng)應(yīng)用技術(shù)ECA復(fù)合材料和粘合劑經(jīng)理Sebastian de Nardo說(shuō)，該電池外殼的起源可以追溯到幾年前。他說(shuō)，贏創(chuàng)在更廣泛的復(fù)合材料市場(chǎng)上認(rèn)識(shí)到，需要一種環(huán)氧樹脂SMC，以減少揮發(fā)性有機(jī)化合物的暴露，快速和容易加工，減輕重量，并提供比標(biāo)準(zhǔn)SMC更好的性能和機(jī)械性能。

 

       這首先使贏創(chuàng)開發(fā)了VESTALITE S，一種新的胺基環(huán)氧硬化劑。de Nardo說(shuō)，它實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧SMC中所尋求的許多屬性。他說(shuō)，VESTALITE S可與任何環(huán)氧樹脂兼容，并可提高粘度、反應(yīng)性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。它還能提供高達(dá)65%的纖維體積分?jǐn)?shù)（FVF），以及在B階段達(dá)到低殘余收縮率。贏創(chuàng)與合成商Lorenz Kunststofftechnik合作，開發(fā)了帶有VESTALITE S固化劑的環(huán)氧樹脂配方，然后將注意力轉(zhuǎn)向?qū)ふ覒?yīng)用。

 

       de Nardo說(shuō)，鑒于電動(dòng)車電池外殼對(duì)機(jī)械、重量和成本的要求很高，贏創(chuàng)認(rèn)為這是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。該公司最終與電池技術(shù)公司LION Smart建立了聯(lián)系，并與Forward Engineering合作，開始設(shè)計(jì)外殼，以封閉和保護(hù)LION Smart的電池技術(shù)。

 

        de Nardo說(shuō)，最終的設(shè)計(jì)是完全新穎的，并且符合贏創(chuàng)希望的幾個(gè)特點(diǎn)，使該外殼能夠很好地滿足電動(dòng)車OEM的需求。這些特點(diǎn)包括簡(jiǎn)易性、可擴(kuò)展性、最少的零件數(shù)量和易于組裝。de Nardo說(shuō)："我們希望系統(tǒng)保持簡(jiǎn)單，以展示SMC的能力。外殼的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)包括平坦的鋁底，玻璃纖維/環(huán)氧樹脂SMC頂蓋中的形狀，模制的結(jié)構(gòu)肋骨，模制的插入物，模制的安裝點(diǎn)，以及組裝時(shí)簡(jiǎn)易的蓋子密封。

 

       外殼所包含的電池技術(shù)由LION Smart公司開發(fā)，被稱為L(zhǎng)ION Light Battery。它由多個(gè)超級(jí)電池組成。每個(gè)超級(jí)電池都浸泡在電介質(zhì)冷卻液中，從而提供較低的平均工作溫度，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。這項(xiàng)技術(shù)要求在外殼內(nèi)集成一個(gè)冷卻劑泵，并在外殼外集成一個(gè)熱交換器。而該設(shè)計(jì)可以滿足這一要求。LION輕型電池的模塊化設(shè)計(jì)允許擴(kuò)展到120千瓦時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)調(diào)整，它可以擴(kuò)展到適應(yīng)高能量的電動(dòng)車，如公共汽車和卡車，它們通常需要200千瓦時(shí)的系統(tǒng)。

 

        贏創(chuàng)與Vestaro合作，驗(yàn)證了環(huán)氧樹脂SMC外殼的可加工性。Vestaro公司的項(xiàng)目工程師Philipp Taschner說(shuō)，該公司在現(xiàn)有的復(fù)雜SMC工具中制造了幾個(gè)硬件演示器，以驗(yàn)證該材料在現(xiàn)實(shí)生活條件下的可加工性。這些演示器外殼是在迪芬巴赫（加拿大安大略省溫莎）的一臺(tái)壓機(jī)上生產(chǎn)的。模具是由Lorenz Kunststofftechnik公司開發(fā)的，如果外殼進(jìn)入生產(chǎn)階段，該公司可能會(huì)生產(chǎn)這種外殼。Taschner說(shuō)，環(huán)氧樹脂SMC在150℃下的反應(yīng)時(shí)間約為3分鐘。乙烯基酯SMC的VOC排放量通常為969微克/克，而環(huán)氧SMC的VOC排放量?jī)H為9微克/克，沒有苯乙烯排放。

 

       如前所述，該外殼有三種配置。65千瓦時(shí)的系統(tǒng)提供400伏電壓，重量為412公斤。85千瓦時(shí)的系統(tǒng)提供400伏電壓，重量為528公斤。120千瓦時(shí)的系統(tǒng)提供800伏電壓，重量為790公斤。每種配置的結(jié)構(gòu)都來(lái)自于相同的模具，在X和Y方向上是可以擴(kuò)展的。

 

        完成的外殼在各種服務(wù)環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試；結(jié)果是壓倒性的積極。該外殼比其他基于SMC的外殼輕9.8%，提供高達(dá)350公斤的側(cè)面沖擊保護(hù)和良好的熱絕緣性能。熱性能特別強(qiáng)。在暴露于800°C的直接高溫下10分鐘后，外殼沒有被燒穿，最高外部溫度僅為350°C，并且測(cè)量的機(jī)械強(qiáng)度為1.9MPa。

 

       有了一個(gè)機(jī)械和熱可行的產(chǎn)品，以及一個(gè)可以適應(yīng)相對(duì)較高制造量的工藝，Vestaro現(xiàn)在正與歐洲內(nèi)外的電動(dòng)汽車OEM以及汽車一級(jí)供應(yīng)商合作，將其植入生產(chǎn)車輛中。如果當(dāng)這種外殼在商業(yè)化車輛中實(shí)現(xiàn)時(shí)，來(lái)自Vestaro的Taschner預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)將被修改，以滿足動(dòng)力系統(tǒng)本身的工作包絡(luò)和要求。他說(shuō)："我們將根據(jù)OEM的要求調(diào)整這一概念，"他補(bǔ)充說(shuō)，MINTH加入團(tuán)隊(duì)后，提供了 "金屬結(jié)構(gòu)和大規(guī)模生產(chǎn)方面的專業(yè)知識(shí)。他們?yōu)橐呀?jīng)存在的伙伴關(guān)系增加了巨大的價(jià)值"。