CSP представляет передовой композитный корпус батареи и технологию панелей с пчелиными сотами

Continental Structural Plastics (CSP, Оберн-Хиллс, штат Мичиган, США) вместе с материнской компанией Teijin Ltd. 9 декабря представили инновационную технологию панелей класса А с пчелиными сотами и передовий многослойный корпус батареи электромобиля (EV), который можно отливать в любом количестве собственных композитных формулировок CSP. Эти компонентные технологии были разработаны в новом Центре передовых технологий компании в Оберн-Хиллсе, Мичиган, втором НИОКР-объекте CSP в городе, и указывают на переход компании к более широким НИОКР-возможностям после поглощения Teijin.

Новый Центр передовых технологий — это объект площадью 47 500 кв. футов, из которых 24 000 посвящены НИОКР для разработки материалов и процессов следующего поколения, чтобы вывести CSP и Teijin за пределы литьего пресс-пластика (SMC) и на новые рынки и технологии. Оборудование включает пресс на 4000 тонн с выравниванием и вакуумом, пресс на 750 тонн с вакуумом, пресс на 400 тонн с рабочим столом 10 футов, шесть термолаторов, два робота FANUC и координатно-измерительную машину (CMM).

«Мы разрабатываем здесь технологии и процессы, которые используют экспертизу CSP и Teijin в термопластиковых и термореактивных композитах, углеродном волокне и производстве, чтобы предоставить нашим клиентам новые варианты для существующих и будущих автомобильных программ», — говорит Хью Форэн, исполнительный директор по новым бизнесам, рынкам и технологиям. «Мы можем снизить вес, повысив долговечность и безопасность пассажиров — все ключевые особенности, необходимые для автономных, подключенных и электрических автомобилей».

Помимо технологического перехода, Центр передовых технологий взял на себя несколько проектов для реализации этих новых НИОКР-усилий. Первый из этих проектов — новый производственный процесс пчелиных сот CSP, который производит сверхлегкие панели класса А. Считаясь «сэндвичными» композитами, эти панели используют легкое ядро с пчелиными сотами, обшитое натуральным, стекловолоконным или углеродным волокном, пропитанное полиуретановой (PUR) смолой. CSP утверждает, что этот процесс позволяет отливать сложные формы и острые края, и результатом являются панели, предлагающие очень высокую жесткость при очень низком весе.

CSP также в настоящее время занимается разработкой и производством более 34 различных крышек коробов батарей электромобилей (EV) как в США, так и в Китае. Однако, чтобы расширить предложение компании и предоставить клиентам превосходный корпус батареи, CSP и Teijin разработали полноразмерный многослойный корпус батареи с однослойной композитной крышкой и однослойным композитным поддоном с алюминиевыми и стальными армированиями.

По словам обеих компаний, автопроизводители часто сталкиваются с рядом проблем с текущими многослойными стальными и алюминиевыми корпусами батарей EV, включая общий вес корпуса (обычно более 1000 фунтов) и необходимость множества сварных швов, крепежей и болтов, которые в конечном счете могут привести к утечкам. Выдавливая крышку и поддон каждую как единое целое, CSP говорит, что создала систему, которая легче герметизировать и может быть сертифицирована до отгрузки. У компании две заявки на патент на свои инновационные системы сборки и крепления коробов.

Компания также разработала раму монтажа с использованием структурной пены для поглощения энергии. Это позволяет уменьшить толщину и вес рамы, улучшая аварийную производительность. Дополнительные преимущества многослойного корпуса батареи включают:

• Непроводимость
• Может быть отлит в сложных формах
• Меньшая сложность оснастки
• Высокая прочность
• Размерная стабильность
• Формовотые герметизирующие элементы
• Возможность формовки экранирования, включая защиту EMI и RFI
• Коррозионная стойкость
• Сниженная стоимость оснастки

Все сказанное, многослойный корпус батареи CSP, как сообщается, на 15% легче стального короба батареи. Хотя он равен по весу алюминиевому корпусу, корпус CSP предлагает лучшую температурную стойкость, чем алюминий, особенно если используется фенолносмоляная система. Кроме того, однослойный дизайн поддона не имеет сквозных отверстий, поэтому герметизация или герметик не требуются. Это не только устраняет возможность утечек, но и снижает общие производственные затраты и сложность.

Многие из этих преимуществ не могли быть достигнуты без превосходной химии композитов, разработанной командой НИОКР по материалам CSP, утверждает компания. Этот ассортимент передовых композитов позволяет клиентам выбрать формулировку для крышки и/или основания, которая лучше всего соответствует их спецификациям. Варианты материалов корпуса батареи CSP включают:

• Традиционная высоконаполненная полиэстер/винилэфирная система ATH, использующая обычные химии SMC, легко адаптируемая к существующим инструментам и дающая отличную базовую производительность при правильном дизайне.
• Интумесцентная система, использующая похожую химию на традиционную SMC, но с лучшей горючестью и производительностью при термическом разгоне.
• Фенольная система, идеальная для высокотемпературных применений, где детали должны соответствовать требованиям пожарной безопасности, выделению дыма, горению и токсичности. Фенольная система будет обладать отличной огнеупорностью, тепло- и химической стойкостью и характеристиками электрической непроводимости.

Каждая из этих химий может быть адаптирована с использованием различных типов или форматов волокна (например, стекло/углерод/смешанное/другое, рубленое и/или непрерывное), и любая может быть сформулирована для достижения самых строгих требований к ЛОС.

«Работа, выполняемая в Центре передовых технологий, в сочетании с достижениями в материалах в нашем НИОКР-центре в штаб-квартире, позволяет CSP сохранять наше лидерство в передовых композитах и установить нас как глобального игрока в мультиматериальной сфере», — говорит Стив Руни, CEO CSP. «Вместе с экспертизой в углеродном волокне и материалах, которую приносит Teijin, мы разрабатываем легкие решения, которые позволяют нашим клиентам мыслить нестандартно при проектировании автомобилей».

Команда в Центре передовых технологий в настоящее время включает пять инженеров и проектировщиков. Отдел передовых технологий CSP в сочетании с НИОКР и Разработкой продукта состоит из более 80 инженеров, проектировщиков и ученых. До того как CSP была поглощена Teijin, этот объект был центром НИОКР Teijin, и именно здесь был разработан производственный процесс Sereebo. Это процесс, теперь используемый для производства коробка пикапа GMC Sierra Denali, награжденного премией PACE, CarbonPro, который, как говорят, является первым в отрасли коробом пикапа из углеродного волокна.