碳纖維動力電池箱體應用難點分析

電池是電動汽車的動力源，如何在有限空間裡載入更多的電池，但又儘量不增加更多的重量，這是大多數電動汽車廠商都要面對的問題。除了提高動力電池的能量密度外，採用碳纖維複合材料代替金屬材料製造動力電池箱體，也能夠在一定程度內降低電池箱的自重。但是，在電動汽車中應用碳纖維材料並非一蹴而就的事情，從成本到工藝都存在一定的困難。

難點一：居高不下的成本價格影響市場競爭力

電池箱體作為汽車動力電池的防護零件，在結構設計、重量等方面都有具體的要求。當電池模組的重量和尺寸確定後，就要考慮電池箱體的承載等多項效能指標能否滿足需求。碳纖維複合材料在減震緩衝等方面具有一般金屬材料所不具備的優勢，這種先進複合材料重量輕、強度大，耐疲勞和耐腐蝕效能好，設計合理及質量合格的碳纖維箱體既能夠承擔起沉重的電池模組，又能夠適應車輛執行的複雜工作環境，為汽車電池模組提供防塵、防潮、防腐等全面保護。

阻礙這種材料在汽車電池箱體中普及應用的主要原因就是成本高，對於純電動汽車來說，電池、系統研發等費用佔有固定比例，電池箱體這類部件所擁有的份額就會被壓縮到很小，尤其是對低價位的電動汽車來說，使用昂貴的碳纖維複合材料是不利於市場競爭的。但是隨著越來越多的高階車企加入新能源汽車市場，碳纖維所體現的高階材料效能將為其帶來高質量的競爭力。

難點二：結構設計影響碳纖維材料優勢的發揮

作為電動汽車動力系統的關鍵部件，電池箱體的設計對整車的安全性、駕駛穩定性以及乘坐舒適性等都有著一定的影響。採用碳纖維複合材料作為箱體材料時，製作工藝與技術水平決定了箱體的效能表現。

如何有效地發揮出碳纖維材料的特殊優勢？國內資深碳纖維零部件製造商智上新材料建議，一方面可以藉助一些結構強度的專業計算方法，例如，利用有限元模擬技術有效指導碳纖維複合材料在動力電池箱中的應用；另一方面，在電池箱體的實際製作過程中，碳纖維複合材料的鋪層方案也是至關重要的。智上新材根據十餘年的實踐經驗強調，應該根據電池箱體的實際需求設計碳纖維複合材料的鋪層方向、鋪層順序及層數設計方案，透過方案的不斷最佳化，可以在滿足電池箱效能需求的同時，降低電池箱體的自重，從而實現更低的應用成本。

難點三：尚未成熟的消費市場影響量產化程序

碳纖維汽車零部件涉及的工藝種類並不單一，據智上新材料介紹，目前的碳纖維汽車動力箱體的製作主要採用模壓工藝，在箱體尺寸、厚度及效能方面都有所保證。就已經投入市場應用的幾款產品來看，這種碳纖維箱體比傳統的金屬箱體減重45%-68%，承載效能良好。但是因為電動汽車的消費市場仍然以中低檔汽車為主，車用電池的容量及回收等問題尚待改進，整個新能源汽車的消費市場仍要依靠政策引導作為消費推動力，無論是消費數量還是消費檔次都存在很大的發展空間。

而碳纖維複合材料電池箱體的製作成本與批次化的生產成反比例相關，產量越高，生產成本越低。雖然已經有幾款產品投入使用，但是智上新材料的市場部人員認為，新能源動力汽車市場尚未成熟，一旦該市場達到自然爆發狀態，在電池箱體中大面積應用碳纖維複合材料將是水到渠成。