The Evolution of Electric Vehicle Battery Pack Encloses

 

Με την ταχεία ανάπτυξη της παγκόσμιας αγοράς νέων ενεργειακών οχημάτων, η τεχνολογία μπαταριών, ως βασικό συστατικό της, έχει λάβει ευρεία προσοχή. Ειδικότερα, η επιλογή υλικών και η διαδικασία παραγωγής κελύφους μπαταριών έχουν μεγάλη σημασία για τη βελτίωση της ασφάλειας, της απόδοσης και της σχέσης κόστους-αποτελεσματικότητας των ηλεκτρικών οχημάτων. Αυτό το άρθρο θα αναφέρει λεπτομερώς πολλά προχωρημένακέλυφος αλουμινίου μπαταρίαςλύσεις, με στόχο να παρέχει στους πελάτες ολοκληρωμένη τεχνική υποστήριξη και προτάσεις εφαρμογών.

 

 

Αναμφισβήτητα ένα από τα πιο σημαντικά εξαρτήματα σε ένα ηλεκτρικό όχημα (EV) είναι αυτό που διατηρεί την μπαταρία στεγνή, ασφαλή και ασφαλή σε περίπτωση σύγκρουσης ή πυρκαγιάς. Υπάρχουν πολλοί όροι που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν αυτό το εξάρτημα: περίβλημα, περίβλημα, δίσκος, κουτί και περίβλημα. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για τα περιβλήματα των συστοιχιών μπαταριών περιλαμβάνουν χάλυβα, αλουμίνιο και πλαστικά σύνθετα υλικά.

 

Δεν αποτελεί έκπληξη, πλήρηςΠακέτα μπαταριών EVείναι αρκετά βαριά, αντιπροσωπεύουν συνήθως περίπου το 40% του συνολικού βάρους του οχήματος. Όταν λαμβάνετε υπόψη τα εξαρτήματα μιας μπαταρίας (κυψέλες και μονάδες, θερμική διαχείριση, σύστημα διαχείρισης μπαταρίας BMS, διαχωριστές, κ.λπ.), είναι εύκολο να καταλάβετε γιατί είναι επίσης πολύ ακριβά, συνολικά έως και 50% της αξίας του οχήματος.

 

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μπαταρίες πρέπει να χρησιμοποιούνται με προσοχή τόσο κατά τη χρήση όσο και μετά τη χρήση σε ένα EV. όταν μια μπαταρία ρεύματος σε ένα EV φτάνει στο τέλος της ωφέλιμης ζωής της, έχει ακόμα πολλά να προσφέρει στον κόσμο, είτε μέσω ανακύκλωσης είτε μέσω δευτερεύουσας χρήσης, επομένως η μπαταρία ισχύος πρέπει να αποσυναρμολογηθεί εύκολα για ανακύκλωση.

 

 

 

Μεταθέσιμος

 

Το κλειδί για τις τρέχουσες στρατηγικές σχεδιασμού του περιβλήματος μπαταριών είναι η δυνατότητα αφαίρεσης, η προστασία από τη φωτιά και η θερμική προστασία, η απόδοση από σύγκρουση και η ανακυκλωσιμότητα. Ωστόσο, η αγορά μπαταριών EV εξελίσσεται γρήγορα, με συχνές αλλαγές στη χημεία των μπαταριών, τις μορφές συσκευασίας μπαταριών (soft pack, κυλινδρικές, πρισματικές) και την τεχνολογία μπαταριών, και η άφιξη της τεχνολογίας μπαταριών στερεάς κατάστασης πλησιάζει. Όλα αυτά έχουν αντίκτυπο στα περιβλήματα μπαταριών EV.

 

Όπως θα δούμε, ο ρόλος του περιβλήματος της μπαταρίας στην αρχιτεκτονική του οχήματος εξελίσσεται, αυξάνοντας τις δομικές απαιτήσεις, γεγονός που με τη σειρά του εγείρει ερωτήματα σχετικά με τη διαθεσιμότητα υλικού, τις τεχνικές σύνδεσης και τις απαιτήσεις καταλληλότητας.

 

Περίπου το 80% των ηλεκτρικών οχημάτων χρησιμοποιούν επί του παρόντος αλουμινένια περιβλήματα μπαταριών, με τα υπόλοιπα να κυριαρχούνται από χάλυβα, αλλά οι νέες θερμοπλαστικές λύσεις προσφέρουν μια ελαφριά και καινοτόμα εναλλακτική λύση στις μεταλλικές λύσεις.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Επιλογή υλικού κελύφους μπαταρίας

 

Η παλιά συζήτηση μεταξύ χάλυβα και αλουμινίου συνεχίζεται στον χώρο του περιβλήματος των μπαταριών, με κάθε προμηθευτή να ισχυρίζεται ότι ταιριάζει καλύτερα από τον άλλο. Οι κατασκευαστές χάλυβα διαφημίζουν τα πλεονεκτήματά τους στην υψηλή αντοχή, τη δυνατότητα διαμόρφωσης και επισκευή, καθώς και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και ότι απαιτούν λιγότερη ένταση άνθρακα από άλλα υλικά κατά την παραγωγή.

 

Οι πλαστικές λύσεις μπορούν να μειώσουν το βάρος, να μειώσουν το κόστος, να βελτιώσουν την ασφάλεια και να έχουν μικρότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο όσον αφορά την ανακυκλωσιμότητα και τις χαμηλότερες εκπομπές CO2 από τον χάλυβα ή το αλουμίνιο.

 

Η SABIC έλαβε ένα βραβείο Edison για το θερμοπλαστικό περίβλημα της μπαταρίας για το plug-in υβριδικό Honda CR-V. Το διάλυμα ρητίνης υαλοβάμβακα πολυπροπυλενίου 6 κιλών χυτευμένο με έγχυση, μεγάλο μέρος διαστάσεων 1,6mx 1m και πάχους 2mm, εξοικονόμησε τη Honda 10% σε βάρος και 10% σε κόστος σε σύγκριση με ένα διάλυμα χάλυβα με μόνωση.

 

Περίβλημα πακέτου μπαταρίας

 

Το περίβλημα της μπαταρίας είναι κάτι περισσότερο από ένα απλό κουτί, είναι ένα μεγάλο δομικό εξάρτημα ασφάλειας του οποίου ο ρόλος και οι απαιτήσεις απόδοσης δημιουργούν ευκαιρίες για δημιουργικότητα και καινοτόμο μηχανική.

 

Για τον προμηθευτή υλικού, αυτό αντικατοπτρίζεται στο πρόγραμμα ολοκλήρωσης πολλαπλών μερών (MPI), το οποίο συνδυάζει πολλαπλά εξαρτήματα σφραγισμένα από ένα LWB (συγκολλημένο κενό με λέιζερ) σε ένα θερμό σφραγισμένο τμήμα στη σειρά, μειώνοντας τις απαιτούμενες λειτουργίες σύνδεσης.

Οι μπαταρίες θα ενσωματωθούν στο body-in-white (BIW) και οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι προμηθευτές πλαισίου Tier 1 αρχίζουν να φέρνουν τα τμήματα σασί ή BIW μαζί με τα τμήματα μπαταριών τους στα ίδια κέντρα μηχανικής για να σχεδιάσουν μελλοντικά οχήματα. Αυτή είναι μια απειλή αλλά και μια ευκαιρία για τη βιομηχανία χάλυβα.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Θερμική προστασία από τη διαφυγή

 

Ένας σημαντικός τομέας ανησυχίας για τις μπαταρίες EV είναι η διαχείριση θερμότητας και η προστασία από τη θερμική διαρροή, και εδώ λάμπουν τα θερμοπλαστικά.

Ο οργανισμός ασφαλείας Η UL Solutions έχει αναπτύξει μια νέα αυστηρή δοκιμή θερμικής διαφυγής που ονομάζεται UL 2596 ("Μέθοδος δοκιμής για θερμικές και μηχανικές ιδιότητες των υλικών περιβλήματος μπαταριών") που υποβάλλει το υλικό σε θερμική διαφυγή που περιλαμβάνει 25 κυλινδρικές κυψέλες (18650) σε μια συστοιχία μπαταριών από χάλυβα.

 

Η ιδιότητα του θερμοπλαστικού υλικού της SABIC είναι ότι σε αυτήν τη δοκιμή, όταν ένα δείγμα του υλικού υποβλήθηκε σε φλόγα 1000-βαθμών Κελσίου για περισσότερα από πέντε λεπτά, η θερμοκρασία στο πλάι της μπαταρίας ήταν μικρότερη από 200 μοίρες Κελσίου, χωρίς να απαιτείται θερμική κουβέρτα που απαιτείται για αλουμίνιο και ατσάλι.

 

Αυτό συμβαίνει επειδή το θερμοπλαστικό υλικό που αναπτύχθηκε από τη SABIC αρχίζει να απανθρακώνεται όταν συναντά φωτιά και διαστέλλεται με την πάροδο του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι δεν μεταφέρει θερμότητα, η οποία είναι μια μοναδική ιδιότητα των θερμοπλαστικών υλικών. Μετά από λίγο, δρα σαν κέλυφος χελώνας και γίνεται προστατευτικό στρώμα ενάντια στη φωτιά και τη μεταφορά θερμότητας. Τα τυπικά πλαστικά αποτυγχάνουν σε αυτό το τεστ, αλλά το πλαστικό σε πάχος χιλιοστών το περνάει κάθε φορά. Επιπλέον, η χύτευση του θερμοπλαστικού κελύφους επιτρέπει τη δημιουργικότητα και αυξάνει την ευελιξία του υλικού.

 

Βιώσιμος

 

Ωστόσο, η ανάπτυξη της μπαταρίας ως δομικού στοιχείου έχει σημαντικές επιπτώσεις για άλλες πτυχές, ειδικά για τη βιώσιμη παραγωγή, τον κύκλο ζωής του εξαρτήματος και την κυκλικότητα.

 

Οι περισσότερες αυτοκινητοβιομηχανίες εκτιμούν τη δυνατότητα επισκευής, επομένως το περίβλημα της μπαταρίας είναι συνήθως προσβάσιμο, αφαιρούμενο και αντικαταστάσιμο. Αλλά αναγνώρισε επίσης ότι επί του παρόντος λείπει η δυνατότητα επισκευής. Οι περισσότεροι αντιπρόσωποι δεν θα επισκευάσουν την μπαταρία, αλλά θα την στείλουν πίσω σε OEM ή σε άλλα καθορισμένα τρίτα μέρη για επεξεργασία. Όταν πρόκειται για μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων, η δυνατότητα επισκευής είναι τουλάχιστον εξίσου σημαντική με την ανακυκλωσιμότητα για την επιδίωξη της βιώσιμης μεταφοράς και είναι πολύ πιο αποτελεσματική από την ανακυκλωσιμότητα.

 

Η ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων είναι καλά νέα για τους καταναλωτές. Φέρνει επίσης συναρπαστικές ευκαιρίες και προκλήσεις για αυτοκινητοβιομηχανίες και προμηθευτές.

 

 

Συνολικά,κελύφη αλουμινίου μπαταρίας, ως σημαντικό συστατικό των νέων ενεργειακών συστημάτων μπαταριών ισχύος οχημάτων, έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα στο ελαφρύ, την ασφάλεια και την κατασκευαστική απόδοση. Στο μέλλον, με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας και τη συνεχή αύξηση της ζήτησης της αγοράς, οι λύσεις θήκης αλουμινίου μπαταριών θα διαδραματίσουν ακόμη πιο σημαντικό ρόλο στη νέα βιομηχανία ενέργειας. Οι επιχειρήσεις θα πρέπει να δίνουν ενεργά προσοχή στις τάσεις της βιομηχανίας, να εκμεταλλεύονται τις ευκαιρίες της αγοράς και να βελτιώνουν συνεχώς την ανταγωνιστικότητά τους για να αντιμετωπίσουν τον ολοένα και πιο έντονο ανταγωνισμό της αγοράς.