在新能源汽车产业向 “高续航、高安全、低成本” 深度转型的背景下，电池包作为核心动力单元，其轻量化与安全性直接决定整车性能。传统电池包壳体多采用钢制或铝制结构，虽具备成熟的制造工艺，但存在重量大、耐腐蚀性差、需额外铺设绝缘层等痛点 —— 钢制壳体重量占电池包总重的 15%-20%，严重制约新能源汽车续航里程提升；铝制壳体虽轻量化效果优于钢材，但成本高昂且抗冲击性能不足。模压复合材料凭借轻量化、高比强度、一体化成型、绝缘耐腐蚀的核心优势，成为替代传统金属壳体的理想选择，其通过模压工艺实现的致密化成型与结构优化，进一步放大材料性能优势，为汽车电池包壳体的产业化升级提供了核心技术支撑。
一、模压复合材料的核心特性：轻量化与高比强度的双重赋能
模压复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维等为增强相，以环氧树脂、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）等为树脂基体，通过模压成型工艺（热固性模压、热塑性模压）在高温高压下固化成型的复合材料，其轻量化与高比强度特性源于材料组成与工艺设计的双重协同。
（一）极致轻量化：大幅降低电池包自重
模压复合材料的密度远低于传统金属材料，且可通过纤维体积分数与结构设计进一步优化重量：
材料密度优势：以常用的片状模塑料（SMC）为例，其密度仅为1.8-2.0g/cm³，约为钢材（7.8g/cm³）的 1/4、铝合金（2.7g/cm³）的 2/3；若采用碳纤维增强模压复合材料，密度可进一步降至1.5-1.7g/cm³，轻量化效果更显著。
结构轻量化设计：模压工艺可实现电池包壳体的一体化成型，直接集成电池安装槽、加强筋、散热通道等结构，替代传统金属壳体的 “板材 + 焊接” 拼接模式，减少螺栓、铆钉等连接件的使用，进一步降低壳体重量。以某款新能源汽车电池包壳体为例，SMC 模压复合材料壳体重量较钢制壳体减轻 50%-60%，较铝制壳体减轻 20%-30%，电池包整体减重可使整车续航里程提升 5%-8%。
（二）高比强度：兼顾结构承载与抗冲击安全
比强度（强度 / 密度）是衡量材料轻量化性能的核心指标，模压复合材料的比强度远超传统金属材料，且通过工艺优化可实现力学性能的定向调控：
力学性能优势：玻璃纤维增强 SMC 模压复合材料的拉伸强度可达150-200MPa，弯曲强度达250-300MPa，比强度是钢材的 3-5 倍、铝合金的 2-3 倍；碳纤维增强模压复合材料的拉伸强度更是高达800-1000MPa，完全满足电池包壳体的结构承载需求。
工艺赋能的性能强化：模压工艺通过高温（120-180℃）高压（10-20MPa）使树脂基体充分浸润纤维，复合材料孔隙率降至 0.5% 以下，结构致密性优异；同时，可通过调整纤维铺层方向，使壳体在核心承力区域（如底部、边缘）的纤维呈 0°/90° 正交铺层，提升抗冲击与抗挤压性能，在电池包挤压、针刺、跌落等安全测试中，模压复合材料壳体可通过自身塑性变形吸收能量，避免电池电芯发生热失控，安全性能远超金属壳体。
（三）附加性能优势：绝缘、耐腐蚀与工艺适配性
模压复合材料除轻量化与高比强度外，还具备金属材料难以企及的附加性能，进一步降低电池包的综合成本：
固有绝缘性：模压复合材料的体积电阻率高达10¹²-10¹⁶Ω·cm，无需额外铺设绝缘层即可满足电池包的电气绝缘要求，既减少了零部件数量，又降低了壳体厚度与重量，较金属壳体 + 绝缘层的组合减重 10%-15%。
优异耐腐蚀性：复合材料不导电、不生锈，可耐受电池包内电解液泄漏的腐蚀，以及户外潮湿、盐雾环境的侵蚀，使用寿命达 15 年以上，较钢制壳体延长 2-3 倍，大幅降低电池包的后期维护成本。
高效量产适配性：模压工艺的成型周期短，热固性 SMC 模压成型周期为 3-5 分钟 / 件，热塑性长玻纤增强（LFT）模压成型周期仅为 1-2 分钟 / 件，完全匹配新能源汽车电池包的规模化量产需求，且制品尺寸精度达 ±0.2mm，无需后续机械加工，进一步提升生产效率。
二、汽车电池包壳体的性能需求与模压复合材料的适配性
汽车电池包壳体需承担结构承载、电池防护、电气绝缘、散热辅助四大核心功能，其性能需求与模压复合材料的特性高度契合，具体适配性体现在以下方面：
（一）结构承载需求：高比强度满足整车装配与行驶载荷
电池包壳体需支撑电池模组的重量（占整车重量的 20%-30%），同时承受车辆行驶过程中的颠簸、振动与扭转载荷。模压复合材料的高比强度可确保壳体在长期服役中不发生变形，且其弹性模量与金属材料相当，壳体的抗扭刚度满足整车动力学要求；一体化成型的加强筋结构进一步提升壳体的结构稳定性，避免电池模组因壳体变形发生位移或短路。
（二）安全防护需求：抗冲击、抗挤压保障电池安全
电池包壳体是电池安全的第一道防线，需通过国标《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中的挤压、针刺、跌落等测试。模压复合材料具备优异的能量吸收能力，在受到挤压或冲击时，纤维与树脂基体的界面脱粘、纤维断裂可吸收大量能量，避免冲击力直接传递至电芯；同时，复合材料的断裂模式为韧性断裂，不会像金属壳体那样发生脆性破裂，有效防止电芯暴露引发的热失控风险。
（三）电气绝缘与耐腐蚀需求：固有性能降低系统复杂度
传统金属壳体需额外铺设绝缘胶垫或喷涂绝缘涂层，增加了生产工序与成本，且绝缘层易磨损失效。模压复合材料的固有绝缘性可直接隔离电池模组与车身，避免漏电风险；其耐腐蚀性可耐受电池包内的电解液泄漏与户外盐雾环境，无需额外防腐处理，简化了电池包的结构设计。
（四）轻量化与集成化需求：提升续航与生产效率
新能源汽车续航里程对重量高度敏感，电池包壳体每减重 1kg，整车续航里程可提升 0.5-1km。模压复合材料的轻量化优势直接转化为续航提升；同时，模压工艺可实现壳体与散热通道、线束支架的一体化成型，减少零部件数量，缩短电池包的装配周期，降低整体制造成本。
三、模压复合材料电池包壳体的产业化关键技术
模压复合材料电池包壳体的规模化应用，需通过材料体系优化、成型工艺创新、结构设计升级三大核心技术突破，实现性能与成本的平衡。
（一）材料体系优化：兼顾性能与成本的梯度化选型
根据不同车型的定位，模压复合材料电池包壳体可采用梯度化的材料方案：
经济型车型：采用玻璃纤维增强 SMC材料，纤维体积分数控制在 30%-40%，成本仅为碳纤维复合材料的 1/3，且力学性能满足经济型新能源汽车的需求，是目前产业化应用最广泛的方案。
中高端车型：采用碳纤维 / 玻璃纤维混杂增强复合材料，混杂比例为碳纤维 20%-30%+ 玻璃纤维 70%-80%，在保障轻量化效果的同时控制成本，比强度较纯玻璃纤维复合材料提升 20%-30%，适用于续航里程 500km 以上的车型。
高端车型：采用碳纤维增强热塑性复合材料（如碳纤维 / PP、碳纤维 / PA6），具备可回收性，且抗冲击性能更优异，成型周期短，适用于高端新能源汽车与智能网联汽车。
同时，通过树脂基体改性，添加阻燃剂（如氢氧化铝、氢氧化镁）使复合材料的阻燃等级达 UL94 V-0 级，满足电池包的消防安全要求；添加抗紫外稳定剂，提升壳体的耐候性，适应户外服役环境。
（二）成型工艺创新：高效量产与性能精准控制
模压工艺是复合材料电池包壳体规模化生产的核心，通过工艺参数优化，可实现性能与效率的双重提升：
热固性 SMC 模压工艺：将 SMC 片材按预设层数铺放于模具内，在温度 140-160℃、压力 15-20MPa 下固化成型，固化时间 3-5 分钟 / 件。通过优化模具温度梯度，使壳体厚壁区域与薄壁区域均匀固化，避免因温度不均导致的内部缺陷；采用真空辅助模压技术，进一步降低复合材料孔隙率，提升力学性能。
热塑性 LFT 模压工艺：将长玻纤增强热塑性粒料投入模具，在温度 200-240℃下熔融塑化，经高压压实后冷却定型，成型周期仅 1-2 分钟 / 件，生产效率远超热固性工艺。热塑性复合材料具备可回收性，报废壳体可粉碎后重新熔融成型，契合新能源汽车的绿色发展目标。
在线质量监测：在模压设备上集成超声探伤仪与红外热成像系统，实时监测壳体内部的气泡、分层等缺陷，缺陷识别精度达 0.1mm，成品率提升至 98% 以上，满足汽车产业的规模化量产质量要求。
（三）结构设计升级：一体化集成与仿生优化
通过结构设计优化，进一步放大模压复合材料的性能优势：
一体化集成设计：将电池包壳体的底板、侧板、加强筋、模组安装槽等结构一次模压成型，替代传统的多部件拼接，减少连接点的应力集中，提升壳体的整体结构强度，同时降低装配成本。
仿生结构优化：结合有限元仿真与仿生设计，模拟蜂巢结构或龟壳结构，在壳体底部设计蜂窝状加强筋，既提升抗冲击性能，又减轻重量，较传统平板结构减重 10%-15%，抗挤压性能提升 20%-30%。
多功能集成设计：在壳体成型过程中嵌入热管或冷却水道，实现电池包的散热功能；集成电磁屏蔽层，抵御外界电磁干扰，提升电池管理系统的稳定性。
四、产业化应用价值与典型案例
模压复合材料电池包壳体的产业化应用，为新能源汽车产业带来显著的经济与性能价值：
续航提升与成本下降：壳体轻量化使整车续航里程提升 5%-8%，同时复合材料壳体的综合成本较铝制壳体降低 10%-20%，较钢制壳体降低 5%-10%，具备极强的市场竞争力。
安全性能升级：在电池包挤压测试中，SMC 复合材料壳体的最大变形量仅为金属壳体的 1/3，且无破裂现象，有效保护电芯安全；固有绝缘性降低了漏电风险，提升电池包的整体安全等级。
典型应用案例：比亚迪、特斯拉、蔚来等车企已率先采用模压复合材料电池包壳体，如比亚迪某款车型采用 SMC 复合材料壳体后，电池包重量减轻 40%，续航里程提升 6%；特斯拉 Cybertruck 采用碳纤维增强热塑性复合材料电池包壳体，兼具轻量化与抗冲击性能，可抵御高强度碰撞。
五、未来发展趋势
模压复合材料电池包壳体的未来发展将朝着多功能集成、智能化制造、全生命周期循环的方向演进：
多功能集成升级：开发 “结构 - 散热 - 电磁屏蔽 - 健康监测” 一体化壳体，在壳体中嵌入柔性传感器，实时监测电池包的温度、应力状态，实现预测性维护。
智能化制造：结合数字孪生技术，构建 “材料 - 工艺 - 结构 - 性能” 的预测模型，优化纤维铺层与模压参数，实现壳体性能的精准调控；引入工业机器人，实现壳体的自动化上下料与检测，进一步提升生产效率。
绿色循环发展：推动热塑性复合材料的规模化应用，建立电池包壳体的回收再利用体系；开发生物基树脂基体（如聚乳酸 PLA）与再生纤维增强复合材料，降低全生命周期碳足迹。
模压复合材料凭借轻量化、高比强度、绝缘耐腐蚀的核心特性，完美适配汽车电池包壳体的性能需求，其产业化应用不仅推动新能源汽车续航里程与安全性能的提升，更降低了电池包的综合制造成本。随着材料体系优化、成型工艺创新与结构设计升级，模压复合材料电池包壳体将成为新能源汽车的主流选择，助力新能源汽车产业向 “高续航、高安全、低成本、绿色化” 方向高质量发展。
