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《【AZL】开发电池外壳防火测试》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2025-07-16

  • 【研究机构】亚琛综合轻量化制造中心（AZL），隶属亚琛工业大学

    【研究内容】


    • 项目背景：针对电动汽车热管理及防火需求，开发新型电池外壳防火测试平台（项目周期9个月）
    • 核心技术：结合梯度火焰暴露与可控高温颗粒冲击，模拟LFP/NMC电池热失控场景建立材料在汽车/航空领域的系统性评估标准
    • 测试指标：对比50+种材料（金属/塑料/复合材料等）的耐热性、机械强度评估材料在800-1200℃火焰下的失效模式、面密度及成本效益
    • 成果应用：为材料开发、供应商筛选提供数据支持优化电池外壳的轻量化与碳排放设计


    【项目进展】2025年7月15日启动，参与者可共享测试数据并提交自研材料验证

  • 原文来源：https://www.electrive.com/2025/07/14/azl-develops-fire-test-for-battery-casings/
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  • 《【COOLBat 项目】开发碳排放量更低的 EV 电池外壳》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2024-09-03
    • 更强的充电能力，更长的续航里程，更低的环境影响： 在 COOLBat 联合研究项目中，弗劳恩霍夫机床和成型技术研究所（IWU）的研究人员与合作伙伴合作，共同开发用于电动汽车的下一代电池外壳。 该项目的目标是使电动汽车的核心部件--外壳变得更轻，并将制造过程中排放的二氧化碳减少 15%。项目合作伙伴的目标是通过组合单个系统、在更小的安装空间内实现更多功能以及使用新型导热材料和生物基阻燃涂料来实现这一目标。 实现电动汽车电池系统外壳的气候友好型生产，从而减少汽车的碳足迹，是 COOLBat 项目的工业和研究部门合作伙伴的目标。这是因为目前的电池外壳，包括用于负载分布和温度调节的结构、框架、盖子和底板，仍然具有减少碳排放的潜力。 在该项目中，15 个合作伙伴正在对创新轻质结构原理进行跨学科研究，以减少质量，并研究轻质结构材料和生产方法，使电池系统外壳的生产更加环保，并改善其使用性能。这些合作伙伴正在采取一种基础广泛的方法，在设计和材料层面上以循环性和可修复性、资源和能源效率、安全性和防火等方面为中心。开姆尼茨的弗劳恩霍夫 IWU 负责协调该项目，并由尤利希项目管理公司（PTJ）进行监督。 研究人员发现的另一个可能减轻重量的途径是，将以前单独执行热功能和机械功能的各个系统结合到外壳中。例如，弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所（IFAM）铸造的冷却通道被直接集成到横梁等承重结构中。 此外，冷却装置的功能还与防撞保护功能结合在一个部件（底板）中。底板内的铝泡沫可吸收石块撞击和事故造成的冲击能量。铝泡沫与相变材料（PCM）（一种可用于储存并随后释放大量热能和冷能的蜡）相结合，还能降低冷却蓄电池所需的能量。底板由弗劳恩霍夫 IWU 和 FES/AES 共同开发，包括泡沫在内均在弗劳恩霍夫 IWU 生产。 这种结构可同时保护电池单元免受机械负荷和过热的影响。流体流经通道，不仅从下方而且从侧面冷却电池。这样就减少了冷却电池所需的电力，也无需在车内其他地方安装冷却元件。 研究人员正在使用梅赛德斯 EQS 电池作为参考和技术示范。 新型散热垫取代了浆料： 电池向外壳散热的质量对电动汽车的性能和使用寿命有重大影响。出于散热目的，导电浆料通常用于连接电池模块。该项目的目标之一就是用生态友好型导热材料取代这些沉重的、不可持续的浆料。为此，弗劳恩霍夫表面工程和薄膜研究所（Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST）正在使用等离子工艺将可重复使用的开孔泡沫金属化，然后以垫的形式将其放置在电池和外壳之间的空隙中。 生物基阻燃涂层提高了防火性能： 威廉-克劳迪茨研究所（WKI）弗劳恩霍夫木材研究所开发的新型阻燃涂层有助于提高安全性。这种涂料涂在外壳盖子的底部，可以防止火势从下面的电池单元蔓延开来。涂层还含有木质素，这是一种不易燃的生物基材料，可替代石油基材料。 重复使用的设计： 以前的外壳盖子是由钢材制成的，现在已被一种由碳和树脂制成的新型纤维复合材料盖子结构（称为 “丝束”）所取代，这种结构不仅大大减轻了组件的重量，而且使盖子可以重复使用。由盖子、框架和底板组成的整个系统可以无损拆卸，直至组件级。研究人员正在通过轻质结构和可重复使用的材料来追求循环经济和减少材料的概念，这反过来又会带来更小的碳足迹和更低的维修成本。 着眼于产业转移： 未来的计划要求将该项目的各种成果推广到使用大型电池的其他应用和行业，如火车、飞机和船只。冷却系统还可用于运输食品和药品，防火解决方案可用于建筑物。
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  • 《朗盛与德国海拉联合开发电池组件复合材料》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：wukan
    • 发布时间：2018-06-20
    • 　　领先的特种化学品公司朗盛与德国海拉胡克集团公司合作开发了一种名为Pocan AF4130的新型复合材料，可作为电动汽车电池的组件。这种新复合材料可以用作电池管理单元(BMU)和针对电池模块的集中管理单元(CMU)的外壳材料。 　　Pocan AF4130是聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)的混合物，含有30%(按重量计算)的玻璃纤维和一个基于卤素的阻燃剂包。据朗盛高性能材料(HPM)业务部门E&E销售部门主管，Marc Marbach说，该材料提供的关键优势是其显著的低翘曲和收缩，以及高阻燃性。该公司认为，作为汽车电池系统精密部件的一部分，它具有巨大潜力。 　　朗盛在短短两年半的时间内开发出了这种复合材料，从最初的概念到进行广泛测试，再到全面生产。 　　海拉公司为一家领先的德国公司生产汽车电池系统，参与生产了BMU和CMUs。目前，公司正在生产用于德国紧凑型汽车的锂离子电池系统的平板设备。 　　低偏差 　　BMU和CMUs的外壳有很大的、平坦表面，以及拥有沿着边缘和内部的复杂几何形状。作为其创新设计的结果，使用注塑成型技术制造该部件是具有成本效益的。当外壳安装在印刷电路板上时，接插件的接触端不应弯曲，这是十分重要的。因此，接插件座和接触端切口的空间距离公差要非常接近。Marbach解释说，从这方面来看Pocan AF4130的尺寸稳定性有相当大的优势。 　　列有UL 94 5VA和UL f1 　　根据申请所需的规格，朗盛声称，美国保险商实验室的UL 94 阻燃等级测试，证实了Pocan AF4130达到了最佳的V-0(0.75毫米)。 进一步，UL黄牌上也列出该材料达到UL 94 5VA(1.5毫米)。这样的性能注定了该产品要被使用于阻燃外壳组件的注射制模。同时，该材料也收到了UL f1 （美国户外防紫外线）认证，可用于户外应用，包括暴露在紫外线和水。Marbach说：“因此，我们的复合材料也很有可能被用于光电插头和插座等电子元件。” 　　朗盛说，这种新复合材料对通常用于汽车的介质具有很高的抵抗力，比如燃料、油、清洁剂和汽车护理产品。这一点从朗盛为海拉公司进行的广泛介质存储测试得到了证明，该测试符合汽车制造商使用的供应规格LV 124。
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