Evolúcia krytov batérií pre elektrické vozidlá

 

S rýchlym rastom globálneho trhu s novými energetickými vozidlami sa batériovej technológii ako jej základnej zložke venuje široká pozornosť. Najmä výber materiálu a proces výroby plášťov batérií majú veľký význam pri zlepšovaní bezpečnosti, účinnosti a nákladovej efektívnosti elektrických vozidiel. Tento článok podrobne popíše niekoľko pokročilýchhliníkový plášť batérieriešenia, ktorých cieľom je poskytnúť zákazníkom komplexnú technickú podporu a návrhy aplikácií.

 

 

Pravdepodobne jednou z najdôležitejších súčastí elektrického vozidla (EV) je tá, ktorá udržuje batériu v suchu, v bezpečí a v bezpečí v prípade nehody alebo požiaru. Na opis tohto komponentu sa používa veľa výrazov: kryt, kryt, podnos, krabica a kryt; materiály, ktoré sa v súčasnosti používajú na kryty batériových jednotiek, zahŕňajú oceľ, hliník a plastové kompozity.

 

Niet divu, že kompletnýEV akumulátorysú dosť ťažké, zvyčajne predstavujú približne 40 % celkovej hmotnosti vozidla; Keď zoberiete do úvahy komponenty batérie (články a moduly, tepelný manažment, systém správy batérie BMS, separátory atď.), je ľahké pochopiť, prečo sú tiež veľmi drahé, v celkovej výške až 50 % hodnoty vozidla.

 

To je dôvod, prečo je potrebné s batériami zaobchádzať opatrne počas používania aj po použití v EV; keď napájacia batéria v EV dosiahne koniec svojej životnosti, stále má svetu čo ponúknuť, či už prostredníctvom recyklácie alebo sekundárneho použitia, takže napájaciu batériu je potrebné na recykláciu ľahko rozobrať.

 

 

 

Odnímateľné

 

Kľúčom k súčasným stratégiám dizajnu krytu batérie sú odnímateľnosť, ochrana pred požiarom a tepelným únikom, výkon pri náraze a recyklovateľnosť. Trh s batériami pre elektromobily sa však rýchlo vyvíja, s častými zmenami v chémii batérií, formátoch balenia batérií (soft pack, cylindrical, prizmatic) a technológii batérií a príchod technológie polovodičových batérií je čoraz bližšie. To všetko má vplyv na kryty batérií EV.

 

Ako uvidíme, úloha krytu batérie v architektúre vozidla sa vyvíja, zvyšujú sa štrukturálne požiadavky, čo zase vyvoláva otázky týkajúce sa dostupnosti materiálu, techník spájania a požiadaviek na vhodnosť.

 

Asi 80 % elektrických vozidiel v súčasnosti používa hliníkové kryty batérií, pričom vo zvyšku dominuje oceľ, no nové termoplastické riešenia ponúkajú ľahkú a inovatívnu alternatívu k kovovým riešeniam.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Výber materiálu plášťa batérie

 

Odveká diskusia medzi oceľou a hliníkom pokračuje v priestore krytu batérie, pričom každý dodávateľ tvrdí, že je vhodnejší ako ten druhý. Výrobcovia ocele vyzdvihujú svoje výhody vo vysokej pevnosti, tvárnosti a opraviteľnosti, ako aj nákladovej efektívnosti a že pri výrobe vyžadujú menšiu uhlíkovú intenzitu ako iné materiály.

 

Plastové riešenia môžu znížiť hmotnosť, znížiť náklady, zlepšiť bezpečnosť a majú menší dopad na životné prostredie z hľadiska recyklovateľnosti a nižších emisií CO2 ako oceľ alebo hliník.

 

Spoločnosť SABIC získala ocenenie Edison za svoje puzdro z termoplastickej batérie pre plug-in hybrid Honda CR-V. 6 kg vstrekovaný roztok polypropylénovej živice zo sklenených vlákien, veľká časť s rozmermi 1,6 m x 1 m a hrúbkou 2 mm, ušetrila spoločnosti Honda 10 % hmotnosti a 10 % nákladov v porovnaní s oceľovým riešením s izoláciou.

 

Kryt batérie

 

Kryt batérie je viac než len jednoduchá skrinka, je to veľký konštrukčný bezpečnostný prvok, ktorého úloha a požiadavky na výkon vytvárajú príležitosti pre kreativitu a inovatívne inžinierstvo.

 

Pre dodávateľa materiálu sa to odzrkadľuje v jeho programe Multi-Part Integration (MPI), ktorý kombinuje viacero dielov vyrazených z jedného LWB (laserom zváraný polotovar) do jedného dielu lisovaného za tepla v poradí, čím sa redukujú potrebné operácie spájania.

Batérie budú integrované do karosérie v bielej farbe (BIW) a výrobcovia automobilov a dodávatelia podvozkov Tier 1 začínajú spájať svoje oddelenia podvozkov alebo BIW spolu so svojimi oddeleniami batérií do rovnakých technických centier, aby navrhli budúce vozidlá. Je to hrozba a zároveň príležitosť pre oceliarsky priemysel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tepelná ochrana proti úniku tepla

 

Hlavnou oblasťou záujmu batérií EV je riadenie tepla a ochrana pred tepelným únikom, a to je miesto, kde termoplasty žiaria.

Bezpečnostná organizácia UL Solutions vyvinula nový prísny tepelný únikový test s názvom UL 2596 ("Testovacia metóda pre tepelné a mechanické vlastnosti materiálov krytu batérie"), ktorý podrobuje materiál tepelnému úniku zahŕňajúci 25 valcových článkov (18650) v oceľovej batériovej súprave.

 

Vlastnosťou termoplastického materiálu SABIC je, že v tomto teste, keď bola vzorka materiálu vystavená 1000-stupňu Celzia plameňu na viac ako päť minút, teplota na strane batérie bola nižšia ako 200 stupňov Celzia, bez potreby tepelnej prikrývky potrebnej pre hliníkové a oceľové kryty.

 

Je to preto, že termoplastický materiál vyvinutý spoločnosťou SABIC sa pri požiari začne zuhoľnatieť a časom sa roztiahne. To znamená, že neprenáša teplo, čo je jedinečná vlastnosť termoplastických materiálov. Po chvíli pôsobí ako pancier korytnačky, stáva sa ochrannou vrstvou proti ohňu a prenosu tepla. Štandardné plasty v tomto teste neprejdú, ale plast v milimetrovej hrúbke ním zakaždým prejde. Lisovanie termoplastickej škrupiny navyše umožňuje kreativitu a zvyšuje všestrannosť materiálu.

 

Udržateľný

 

Vývoj batérie ako štrukturálneho komponentu má však významné dôsledky pre ďalšie aspekty, najmä pre udržateľnú výrobu, životný cyklus komponentov a kruhovosť.

 

Väčšina výrobcov automobilov oceňuje opraviteľnosť, takže kryt batérie je zvyčajne prístupný, odnímateľný a vymeniteľný. Ale tiež uznal, že opraviteľnosť momentálne chýba. Väčšina predajcov batériu neopraví, ale pošle ju späť výrobcom OEM alebo iným určeným tretím stranám na spracovanie. Pokiaľ ide o batérie elektrických vozidiel, opraviteľnosť je prinajmenšom taká dôležitá ako recyklovateľnosť v snahe o udržateľnú dopravu a je oveľa efektívnejšia ako recyklovateľnosť.

 

Rýchly vývoj technológie batérií pre elektrické vozidlá je dobrou správou pre spotrebiteľov. Prináša tiež vzrušujúce príležitosti a výzvy pre výrobcov automobilov a dodávateľov.

 

 

celkovohliníkové plášte batérie, ako dôležitý komponent nových energetických systémov batérií vozidiel, majú významné výhody v oblasti nízkej hmotnosti, bezpečnosti a efektívnosti výroby. V budúcnosti, s neustálym pokrokom v technológii a pokračujúcim rastom dopytu na trhu, budú riešenia hliníkových puzdier na batérie hrať ešte dôležitejšiu úlohu v novom energetickom priemysle. Podniky by mali aktívne venovať pozornosť trendom v odvetví, chopiť sa trhových príležitostí a neustále zlepšovať svoju konkurencieschopnosť, aby sa vyrovnali s čoraz tvrdšou konkurenciou na trhu.