盖世汽车讯 与金属外壳相比，复合电池外壳具有诸多优势，比如重量更轻、更便于进行热管理或遏制热失控问题、不会腐蚀等。据外媒报道，荷兰汽车制造商Stellantis旗下CpK Interior Products公司开始提供基于新工艺的复合电池外壳。此前，该公司开发了一种制造优质、复杂度高的电池盒和托盘的工艺，该工艺具有生产周期短和模具成本低的特点。
2019年，CpK公司的团队开始比较各种加工方法的生产周期、零部件质量、可能的零部件复杂性和模具成本，包括湿法压缩成型（WCM）、高压树脂传递成型（HP-RTM）和热压罐固化预浸料。通过HP-RTM和热压罐加工方法，可以生产出优质且高度复杂的零部件，但生产周期较长，模具成本相对较高；相比之下，WCM可以快速生产零部件，而且模具成本较低，但相对质量和复杂性较低。
因此，CpK公司着手开发一种制造电池外壳的方法，其质量和复杂性可与热压罐或HP-RTM加工过程相媲美，但生产周期较短，而且模具成本低。该项目是与多家行业合作伙伴共同进行的，包括材料开发和测试，以及工艺设计。CpK研发和可持续发展负责人Murali Reddy博士表示，从研发实验室开始，相应的过程称为UniFORM，“将WCM与专有模具设计结合起来，在模具中抽真空，可在非常短的周期内生产出优质零部件”。
据介绍，“这种工作方式是，将织物放入模具中，涂上液体树脂，再合上模具。将模具保持在树脂的固化温度，然后抽成真空，零件就成型了。”在某种意义上，这一过程是真空辅助HP-RTM和WCM的混合方法，其中三个关键元素是真空辅助模具、高温固化和快速固化树脂。根据零部件设计的复杂性，该过程演示了是否需要预成型。
目前为止，研究人员已对不同类型的碳纤维进行了测试，并确认其可行性，其中几种材料的生产时间不到1分钟。对回收材料和斜纹材料也进行了测试，结果显示生产时间更长，可达3.5分钟。
第一个电池托盘原型
2021年，为了测试新技术，该公司选择一家专注于电池外壳设计的北美OEM公司。根据要求的规格，该外壳采用碳纤维/环氧树脂上下托盘，以及金属和注塑塑料内框组件。
在复合材料托盘上，首先利用有限元分析（FEA）建模，分析其抗冲击、抗压和结构刚度等性能，并与钢或铝进行对比。CpK Interior Products的产品型号通过了每个OEM的要求。
最后，利用UniFORM技术构建了模具和原型。Reddy表示：“我们测试了生产电池盒的可能性，不需要任何预制件，只使用原材料。每个托盘的生产周期为2分钟，纤维体积为50%。最终每个托盘的重量为44磅，与324磅的钢制版本相比，重量减轻了86.4%，与110磅的铝制版本相比，重量减轻了60%。整个部件厚度为3mm，尺寸为2061mm x 1361 mm。”
CpK公司将继续进行内部测试，包括电磁干扰（EMI）屏蔽和其他性能，以生成完整的性能数据集，为潜在客户提供服务。Farrar表示，其最终目标是充分利用CpK Interior的各项能力，包括研发、设计工程、材料开发、制造和组装，以切合实际的价格点和生产周期，满足汽车市场对轻量化、优质复合材料电池外壳的需求。