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新能源车液冷板革新:全新热塑复合材料方案

发布时间:2026/7/3 10:28:59阅读人次:581

随着新能源汽车向高电压、高能量密度和轻量化方向持续演进,动力电池热管理系统正面临新一轮材料革新。传统的铝制液冷板虽具备优异的导热性能,但在绝缘处理、系统重量和长期可靠性方面暴露出的短板日益突出。针对这一痛点,taptap体育官网入口CFRT-PPS(连续纤维增强聚苯硫醚热塑性复合材料)全热塑复合液冷板方案应运而生,凭借热塑性复材的结构可设计性与独特性能优势,为新一代液冷系统提供了兼具轻量、绝缘与耐用性的全新路径。

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一、传统铝液冷板的三大瓶颈

当前主流方案仍以铝板为主体结构,表面贴合PET绝缘膜来实现电气隔离。然而该组合在实际应用中存在难以回避的问题:

绝缘处理成本高、可靠性存疑:铝板自身导电,必须通过额外的涂装或贴膜工艺形成绝缘层。生产工序复杂,且PET膜在长期冷热循环与老化环境中可能出现起泡、脱落或击穿风险。

系统重量负担显著:铝的密度约为2.7 g/cm³,在整包层级下,液冷板可占电池包总重的10%–15%,与当前整车轻量化的需求形成直接矛盾。

漏液与腐蚀风险:铝板与冷却液之间的电化学腐蚀以及焊缝处的疲劳开裂,是导致冷却系统失效的常见诱因,维修成本高昂。

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二、taptap体育官网入口CFRT-PPS热塑复材液冷板方案的材料与结构创新

taptap体育官网入口CFRT-PPS(聚苯硫醚树脂 + 连续玻璃纤维)利用了热塑性复合材料的两大核心优势:连续纤维的高刚性与热塑性树脂的加工灵活性。

超高模量:通过连续编织玻纤增强,材料弹性模量可达 25–30 GPa,接近铝合金的刚度水平,满足液冷板在受压与振动工况下的尺寸稳定性要求。

本征绝缘:PPS树脂与玻璃纤维均为绝缘材料,无需任何附加绝缘层即可满足高压电池系统的安全要求,从材料层面彻底规避绝缘失效风险。

一体化成型能力:热塑性复材可经热压、方式形成复杂流道结构,实现液冷板与电池包底部的功能集成,减少紧固件和密封件的使用。

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三、热性能权衡:热阻增加,系统温升可接受

任何材料替换都需经过热性能的严格审视。taptap体育官网入口CFRT-PPS的导热系数低于铝合金,其热阻约为传统铝板方案的1.8倍。但系统级仿真与样品测试表明:

在最严苛的快充和持续高倍率放电工况下,采用CFRT-PPS液冷板相比铝板方案,电芯最高温度上升幅度仅为 1–2℃

该温升范围处于电池工作温度窗口(通常为15–40℃)的允许波动区间内,对循环寿命和安全性的影响可忽略不计。

四、显著的轻量化与工艺收益

减重30%–50% 是该方案最直观的收益。PPS树脂密度约1.35 g/cm³,连续玻纤增强后复合材料密度仍控制在1.6–1.8 g/cm³范围内,远低于铝合金。

同时,热塑复材方案省略了高成本的绝缘涂装工序——该工序在铝板上需经过前处理、喷涂、固化等多步流程,增加了制造成。CFRT-PPS成型良率高,成型后即可直接装配,大幅缩短生产周期并降低单件综合成本。

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新能源汽车的材料创新往往需要在“性能折衷”中寻找最优解。taptap体育官网入口CFRT-PPS全热塑液冷板以可接受的温升代价(1–2℃),换取了30%–50%的减重收益绝缘无忧,同时简化了制造工艺。

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