动力电池塑料壳体材料的典型应用及必检项目清单

动力电池包对塑料壳体材料有较大的需求，在电池模组外壳和电池包密封盖上塑料材料已经有了广泛应用。更高安全性和更高能量密度是动力电池系统发展的趋势，对电池模组外壳、电池包密封盖和电池托盘从材料性能、结构设计、工艺制造和成本控制等方面不断提出新的要求。那么塑料壳体对动力电池系统性能有哪些影响呢？

新能源汽车上塑料壳体材料的典型应用

01

模组外壳

模组外壳塑料发展趋势：轻量化+设计集成化

• 对材料的要求；

• 材料具有更好的力学性能；

材料易成型为薄壁件。

1. 典型材料：PPO；PC/ABS

材料性能数据表：

材料阻燃性能对比（UL94)：

2. 模组外壳材料发展示例：PPS改性料

基础性能：

阻燃性能：

02

密封盖

1. 动力电池用密封盖材料对比

密封盖设计最初多采用PP和钢材质，但限于阻燃和重量，目前密封盖大量采用普通SMC和LFT，少量采用铝合金。

上图为SMC电池盖

上图为LFT电池盖

2. 轻质SMC电池包密封盖

材料参数：SMC具有阻燃性能高的优点，但传统密封盖密度大，重量较重。BYD自主研发的低密度SMC产品，具有非常好的阻燃性能和轻量化效果。

性能测试：装配电池包进行整体测试，性能达标。

新能源车用塑料壳体材料的发展趋势

新能源车用塑料壳体材料的发展趋势：轻量化

塑胶材料在新能源汽车轻量化的应用上机遇与挑战并存，高性能金属材料发展同样迅速，如新型高强钢、七系铝合金和镁合金等材料同步寻求在新能源汽车轻量化上的应用。

动力电池包能量密度提升的途径：

• 电芯能量密度的提升；

• 非电芯部分（如模组外壳、电池托盘）的轻量化。

01

电池托盘的轻量化

碳纤维的比强度和比模量均大幅度高于铝合金和结构钢材，有希望实现电池托盘的明显减重。

表1：力学性能对比

表2：差异性

1. 碳纤维复合材料方案

减重30%，并且在动力电池热管理上存在优势，同步兼顾阻燃、隔热、耐电解液、绝缘和密封性能。

挤压测试：横挤和竖挤都能达到100KN挤压测试的要求

火烧测试：按照国标汽油火烧，保持骨架完好。

振动测试：通过。监控电池电压和温度无异常，托盘和连接结构无破坏。

2. 来自其他轻质材料的挑战——镁合金

性能优势：

• 比重小：铝的2/3，铁的1/4；

• 比强度高:比铝合金高50MPa，是碳钢2倍；

• 减震性好：阻尼性优于铸铁；

• 抗冲击好：优于铝合金和软钢；

• 易设计：结构设计与其他金属材料相似。

新能源汽车塑料主要有几种：轻量化材料，这种材料跟传统汽车的区别不大，只是新能源汽车对于轻量化的需求更加强烈；另外一种就是跟电有关的材料，比如连接器，充电接口，动力电池周边的材料。