热塑性复合材料电池壳体：从研发走向量产应用

电动汽车电池壳体一直是复合材料的重要应用场景。受防火、力学性能等标准约束，热固性复合材料长期占据主流，而具备可回收、成型效率高、成本可控等优势的热塑性复合材料（TPC）方案，近年逐步完成技术验证并进入商业化落地阶段，成为行业新方向。

技术背景：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燃油箱设计、底盘部件开发、金属改塑等长期积累，顺势切入电动化电池壳体领域。能量存储系统的设计逻辑、底盘安装要求、密封与防腐需求，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提供了技术基础。

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。

早期无增强塑料无法满足电池壳体抗冲击、防火要求，企业依托插混车型高压燃油箱刚性强化的研发经验，转向纤维增强复合材料方向，确立以成本效益与功能一体化集成为核心的开发思路，区别于传统轻量化导向的复合材料应用。

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：玻纤增强热塑性材料 + 模压/注塑复合成型

主流技术方案选用长玻纤增强热塑性塑料，增强材料采用玻纤，基体以聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA6）等工程塑料为主，适配汽车大批量、低成本制造需求。

针对防火与热失控难题，行业通过材料-结构协同设计实现突破：PA6阻燃性能更优，可优先满足严苛标准；优化壳体筋条、法兰等结构后，低成本PP材料同样可通过防火测试。同时采用金属 - 复合材料混合结构，按需嵌入钢/铝板材，兼顾局部力学性能与整体成本。

成型工艺形成标准化组合方案：

（1）大型壳体主体采用模压成型，解决大尺寸、薄壁件制造难题；

（2）小型壳体采用注塑成型，提升效率与精度；

（3）量产主流采用模压主体 + 注塑包覆二次成型，一体集成安装结构、密封面、加强结构，实现本征密封，消除焊接渗漏风险，且无金属腐蚀问题。

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 电芯集成式壳体开发

行业先后完成两代全尺寸验证样件开发，覆盖主流电池封装技术路线：

1.模组式壳体

面向传统模组电池方案，采用长玻纤热塑性塑料（D-LFT）模压成型主体，外层复合连续玻纤板材提升刚性，经注塑包覆集成防撞、密封、安装等功能，可通过ECE R100、GB 38031等国际安全标准。下壳体与底部防护是抗冲击、防火的核心设计重点。

2.CTP 电芯集成式壳体

适配行业从模组式向CTP（电芯集成）转型趋势，全面采用 PP 基体材料降低成本。壳体以长玻纤/PP 模压成型，注塑一体成型电芯定位、应急排气、防爆阀等结构，替代传统结构泡沫，提升稳定性并减少生产废料。

为支撑规模化制造，相关产线以高吨位自动化模压线为主，实现大尺寸部件稳定生产，兼顾原型开发与批量制造能力。

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：底部壳体与防护件进入量产

热塑性复合材料电池壳体已实现从样件到量产的突破，核心产品包括两类：

1.电池底部防护滑板

实现一模双品种制造：公路版采用全热塑性结构，越野版采用金属 - 复合材料混合增强，可满足高动态冲击要求，同时降低模具投入成本。

2.CTP 结构电池下壳体

面向高产量车型平台，壳体面积约 2 平方米，兼具底部防护与系统密封功能，冲击工况下保持零渗漏。结构采用连续玻纤/PP与薄钢板模压复合，再经玻纤/PP注塑包覆，界面结合可靠、密封性能优异；钢材提供高刚性与弹性，复合材料层避免腐蚀，整体性能优于铝合金方案。

行业价值与应用前景

热塑性复合材料电池壳体以无腐蚀、高集成度、可回收、工序简化等优势，成为金属方案的重要替代技术。材料与结构协同优化、模压-注塑复合工艺、金属-复合材料混合设计，共同构成核心技术路径。

该技术已完成标准验证与量产落地，预计短期内实现规模化装车应用，推动电动汽车电池结构件向更高效、低成本、可持续方向升级。

此文由中国复合材料工业协会搜集整理编译，部分数据来源于网络资料。文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。