热塑性复合材料电池壳体实现量产突破 成新能源汽车轻量化核心方案

作为复合材料在新能源汽车领域的关键刚需应用场景,电动汽车电池壳体一直备受行业关注。受防火、力学性能、安全国标等严苛标准约束,热固性复合材料长期占据主流市场。而具备可回收、成型效率高、成本可控多重优势的热塑性复合材料(TPC),近年已完成全链条技术验证并进入商业化落地阶段,成为电池壳体材料升级的全新主流方向。

技术溯源 从燃油箱部件经验迁移至电池壳体

汽车塑料结构件企业凭借多年燃油箱设计、底盘部件开发、金属改塑技术积淀,顺势切入电动车电池壳体赛道。储能系统设计逻辑、底盘安装要求、密封防腐需求,与传统燃油箱部件高度契合,为热塑性复合材料替代金属电池壳体筑牢技术根基。


电池外壳设计因客户要求和所用电池类型而异(图为模块化外壳的效果图),但典型部件包括顶盖和底壳保护装置,它们密封在一起,夹在容纳电池的主外壳之间,以及用于冷却、通风和模块固定的装置。


早期普通无增强塑料,无法满足电池壳体抗冲击、防火硬性要求。行业依托插混车型高压燃油箱刚性强化研发经验,转向纤维增强复合材料研发路线,确立以成本效益 + 功能一体化集成为核心的开发思路,跳出传统仅以轻量化为导向的复合材料应用模式。


这款基于玻璃纤维/PA6模块的电池外壳演示样机旨在满足防火和抗冲击要求。外层包含连续纤维有机片材以增强刚度,以及注塑成型的保护凸缘(底部图像中的垂直柱状物)。

材料与工艺路线 玻纤增强TPC+ 模压/ 注塑复合成型

行业主流方案采用长玻纤增强热塑性塑料,增强基材以玻纤为主,树脂基体选用聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA6)等工程塑料,完美适配汽车大批量、低成本量产制造需求。

针对防火阻燃、电池热失控行业痛点,通过材料 — 结构协同设计实现关键突破:

  • PA6 阻燃性能突出,可轻松满足严苛安全标准;

  • 通过优化壳体筋条、法兰结构,低成本 PP 材料亦可顺利通过防火测试。

同时广泛采用金属 — 复合材料混合结构,按需内嵌钢、铝板材,兼顾局部高强度力学需求与整体成本控制。


成型工艺已形成标准化组合方案:

  1. 大型壳体:采用模压成型,攻克大尺寸、薄壁件成型制造难题;

  2. 小型壳体:采用注塑成型,提升生产效率与尺寸精度;

  3. 量产主流:模压主体 + 注塑包覆二次成型,一体集成安装结构、密封面、加强筋,实现本征密封,无焊接渗漏风险,彻底规避金属腐蚀隐患。



考泰克斯的电池外壳是在其位于中国的工厂内,通过一条高度自动化的大吨位压缩生产线生产的。

产品迭代 模组式与CTP电芯集成式壳体双线突破

行业已完成两代全尺寸验证样件开发,全面覆盖主流电池封装技术路线。

1模组式壳体

适配传统模组电池方案,采用D-LFT 长玻纤热塑性塑料模压成型主体,外层复合连续玻纤板材提升整体刚性;再通过注塑包覆集成防撞、密封、安装一体化功能,可顺利通过 ECE R100、GB 38031 等国内外权威安全认证。电池下壳体与底部防护结构,是抗冲击、防火设计的核心关键点。

2CTP 电芯集成式壳体

紧跟行业模组向 CTP 电芯集成转型趋势,主打 PP 基体降本方案。壳体采用长玻纤 / PP 模压成型,注塑一体成型电芯定位、应急排气、防爆阀等关键结构,替代传统结构泡沫,结构稳定性更强、生产废料更少,契合绿色低碳制造理念。

量产端配套以高吨位自动化模压线为主,可稳定生产大尺寸复合材料部件,兼顾研发试制与规模化批量生产。


电池组底部托盘包含特殊设计的电池定位支撑,并在此基础上集成了爆破片功能,用于紧急排气和防止热失控。电池由玻璃纤维/PP材质的电池支架固定,这些支架还可以包含额外的加固结构或集成冷却器。

商业化应用 底部壳体、防护件率先实现量产

目前热塑性复合材料电池壳体已从试样研发迈入规模化量产,两大核心产品落地装车。

1 电池底部防护滑板

创新采用一模双品种制造模式:

  • 公路版:全热塑性结构,轻量化、低成本;

  • 越野版:金属 + 复合材料混合增强,满足高动态冲击工况,同时降低模具投入成本。

2 CTP 结构电池下壳体

适配高产量车型平台,单块壳体面积约 2 平方米,集底部防护、系统密封于一体,受冲击工况可实现零渗漏。采用连续玻纤 / PP 与薄钢板模压复合,再经玻纤 / PP 注塑包覆,界面结合牢靠、密封性能优异;钢材提供高刚性与弹性,复合材料层杜绝腐蚀,综合性能全面优于传统铝合金方案。


CTP 下壳体(玻纤 / PP + 薄钢板复合,模压 + 注塑包覆)

行业价值 德州复材展产业展望


热塑性复合材料电池壳体凭借无腐蚀、高集成度、可回收、工序简化等优势,已成为金属壳体、传统热固性方案的优质替代路径。材料结构协同优化、模压注塑复合工艺、金属复材混合设计,构成了电池壳体领域三大核心技术路线,正推动新能源车电池结构件向高效率、低成本、可回收、可持续方向全面升级。


随着技术成熟与量产提速,热塑性复合材料电池壳体即将迎来大规模装车窗口期。在此产业转型关键节点,2026 德州复材展聚焦新能源汽车轻量化、电池壳体新材料与模压、拉挤、缠绕、注塑等新工艺赛道,集中展示热塑性复合材料、成型装备、整体解决方案及量产应用案例,汇聚上下游企业、科研院所与终端采购商同台交流、精准对接,为热塑性复合材料在电动汽车电池结构领域的技术迭代、成果转化与商贸合作搭建核心平台,助力复材产业与新能源汽车产业深度融合、协同高质量发展。


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