Sähköajoneuvojen akkukoteloiden kehitys

 

Maailmanlaajuisten uusien energiaajoneuvojen markkinoiden nopean kasvun myötä akkutekniikka sen ydinkomponenttina on saanut laajaa huomiota. Erityisesti akkukuorten materiaalivalinnalla ja valmistusprosessilla on suuri merkitys sähköajoneuvojen turvallisuuden, tehokkuuden ja kustannustehokkuuden parantamisessa. Tässä artikkelissa käsitellään useita edistyneitäakun alumiinikuoriratkaisuja, joiden tavoitteena on tarjota asiakkaille kattavaa teknistä tukea ja sovellusehdotuksia.

 

 

Luultavasti yksi tärkeimmistä sähköajoneuvon (EV) osista on se, joka pitää akun kuivana, turvallisena ja turvassa kolari- tai tulipalon sattuessa. Tämän osan kuvaamiseen käytetään monia termejä: kotelo, kotelo, lokero, laatikko ja kotelo; akkupakkausten koteloissa nykyisin käytettyjä materiaaleja ovat teräs-, alumiini- ja muovikomposiitit.

 

Ei yllättävää, täydellinenEV-akutovat melko raskaita, tyypillisesti noin 40 % ajoneuvon kokonaispainosta; Kun ottaa huomioon akun komponentit (kennot ja moduulit, lämmönhallinta, akunhallintajärjestelmä BMS, erottimet jne.), on helppo ymmärtää, miksi ne ovat myös erittäin kalliita, yhteensä jopa 50 % ajoneuvon arvosta.

 

Tästä syystä paristoja on käsiteltävä varoen sekä käytön aikana että sähköautossa käytön jälkeen. Kun sähköauton akku saavuttaa käyttöikänsä lopussa, sillä on edelleen paljon tarjottavaa maailmalle, joko kierrätyksen tai toissijaisen käytön kautta, joten akku on purettava helposti kierrätystä varten.

 

 

 

Irrotettava

 

Avain nykyisten akkukoteloiden suunnittelustrategioihin ovat irrotettavuus, palo- ja lämpösuojaus, törmäyssuorituskyky ja kierrätettävyys. Sähköajoneuvojen akkumarkkinat kehittyvät kuitenkin nopeasti, ja akkukemian, akun pakkausformaatit (pehmeä pakkaus, sylinterimäinen, prisma) ja akkuteknologia muuttuvat usein, ja puolijohdeakkuteknologian tulo lähestyy. Kaikki tämä vaikuttaa sähköautojen akkukoteloihin.

 

Kuten tulemme näkemään, akkukotelon rooli ajoneuvoarkkitehtuurissa on kehittymässä, mikä lisää rakenteellisia vaatimuksia, mikä puolestaan ​​herättää kysymyksiä materiaalien saatavuudesta, liitostekniikoista ja soveltuvuusvaatimuksista.

 

Noin 80 % sähköautoista käyttää tällä hetkellä alumiinisia akkukoteloita, loput hallitsevat terästä, mutta uudet termoplastiset ratkaisut tarjoavat kevyen ja innovatiivisen vaihtoehdon metalliratkaisuille.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Akun kuoren materiaalin valinta

 

Ikivanha keskustelu teräksen ja alumiinin välillä jatkuu akkukotelon tilassa, ja jokainen toimittaja väittää olevansa parempi kuin toinen. Teräsvalmistajat korostavat etujaan korkeana lujuuden, muovattavuuden ja korjattavuuden sekä kustannustehokkuuden muodossa sekä sen, että ne vaativat tuotannossaan vähemmän hiili-intensiteettiä kuin muut materiaalit.

 

Muoviratkaisut voivat alentaa painoa, alentaa kustannuksia, parantaa turvallisuutta ja vähentää ympäristövaikutuksia kierrätettävyyden ja hiilidioksidipäästöjen osalta kuin teräs tai alumiini.

 

SABIC sai Edison-palkinnon termoplastisesta akkukotelostaan ​​Honda CR-V -pistokehybridiin. 6 kg:n ruiskupuristettu polypropeenilasikuituhartsiliuos, jonka suuri osa on kooltaan 1,6 x 1 m ja 2 mm paksu, säästi Hondalle 10 % painosta ja 10 % kustannuksista verrattuna teräsratkaisuun, jossa oli eristys.

 

Akun kotelo

 

Akkukotelo on enemmän kuin pelkkä laatikko, se on suuri rakenteellinen turvakomponentti, jonka rooli ja suorituskykyvaatimukset luovat mahdollisuuksia luovuudelle ja innovatiiviselle suunnittelulle.

 

Materiaalitoimittajan osalta tämä näkyy sen Multi-Part Integration (MPI) -ohjelmassa, joka yhdistää useita yhdestä LWB:stä (laserhitsatusta aihiosta) leimattuja osia yhdeksi kuumaleimatuksi osaksi peräkkäin, mikä vähentää tarvittavia liitostoimenpiteitä.

Akut integroidaan valkoiseen koriin (BIW), ja autonvalmistajat ja Tier 1 -alustojen toimittajat ovat alkaneet yhdistää alusta- tai BIW-osastonsa akkuosastojensa kanssa samoihin suunnittelukeskuksiin suunnitellakseen tulevaisuuden ajoneuvoja. Tämä on uhka ja mahdollisuus terästeollisuudelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lämpösuojaus

 

Sähköajoneuvojen akkujen tärkein huolenaihe on lämmönhallinta ja suojaus lämpökarkaamista vastaan, ja täällä kestomuovit loistavat.

Turvallisuusorganisaatio UL Solutions on kehittänyt uuden tiukan lämpökarkaisutestin nimeltä UL 2596 ("Akkukotelomateriaalien lämpö- ja mekaanisten ominaisuuksien testausmenetelmä"), joka altistaa materiaalin lämpöpurkaukselle, jossa on mukana 25 lieriömäistä kennoa (18650) teräsakussa.

 

SABICin termoplastisen materiaalin ominaisuus on, että tässä testissä, kun materiaalinäyte altistettiin 1000-celsiusasteiselle liekille yli viiden minuutin ajan, akun kyljen lämpötila oli alle 200 astetta. Celsius, ilman alumiini- ja teräskoteloiden lämpöpeitoa.

 

Tämä johtuu siitä, että SABICin kehittämä kestomuovimateriaali alkaa hiiltyä tulessa ja laajenee ajan myötä. Tämä tarkoittaa, että se ei siirrä lämpöä, mikä on termoplastisten materiaalien ainutlaatuinen ominaisuus. Jonkin ajan kuluttua se toimii kuin kilpikonnankuori, josta tulee suojaava kerros tulelta ja lämmönsiirrolta. Vakiomuovit eivät läpäise tätä testiä, mutta millimetrin paksuinen muovi läpäisee sen joka kerta. Lisäksi termoplastisen kuoren muovaus mahdollistaa luovuuden ja lisää materiaalin monipuolisuutta.

 

Kestävä

 

Akun kehittämisellä rakennekomponenttina on kuitenkin merkittäviä vaikutuksia muihin näkökohtiin, erityisesti kestävään tuotantoon, komponenttien elinkaareen ja kiertokulkuun.

 

Useimmat autonvalmistajat arvostavat korjattavuutta, joten akun kotelo on yleensä saavutettavissa, irrotettava ja vaihdettavissa. Mutta hän myönsi myös, että korjattavuus puuttuu tällä hetkellä. Useimmat jälleenmyyjät eivät korjaa akkua, vaan lähettävät sen takaisin OEM-valmistajille tai muille nimetyille kolmansille osapuolille käsiteltäväksi. Sähköajoneuvojen akkujen osalta korjattavuus on vähintään yhtä tärkeää kuin kierrätettävyys kestävän liikenteen tavoittelussa, ja se on paljon tehokkaampaa kuin kierrätettävyys.

 

Sähköajoneuvojen akkuteknologian nopea kehitys on hyvä uutinen kuluttajille. Se tuo myös jännittäviä mahdollisuuksia ja haasteita autonvalmistajille ja tavarantoimittajille.

 

 

Yleensä ottaen,akun alumiinikuoret, joka on tärkeä osa uusien energiaajoneuvojen akkujärjestelmiä, tarjoaa merkittäviä etuja keveyden, turvallisuuden ja valmistustehokkuuden suhteen. Tulevaisuudessa teknologian jatkuvan kehittymisen ja markkinoiden kysynnän jatkuvan kasvun myötä akkujen alumiinikoteloratkaisuilla on entistä tärkeämpi rooli uudella energiateollisuudella. Yritysten tulee kiinnittää aktiivisesti huomiota toimialan trendeihin, tarttua markkinoiden mahdollisuuksiin ja jatkuvasti parantaa kilpailukykyään selviytyäkseen yhä kovenevasta markkinakilpailusta.