Эволюция корпусов аккумуляторных батарей электромобилей

 

С быстрым ростом мирового рынка новых энергетических транспортных средств, технология аккумуляторов, как ее основной компонент, получила широкое внимание. В частности, выбор материала и процесс производства корпусов аккумуляторов имеют большое значение для повышения безопасности, эффективности и экономичности электромобилей. В этой статье будут подробно описаны несколько передовыхаккумулятор алюминиевый корпусрешения, направленные на предоставление клиентам комплексной технической поддержки и рекомендаций по применению.

 

 

Вероятно, одним из самых важных компонентов электромобиля (EV) является тот, который сохраняет аккумулятор сухим, защищенным и безопасным в случае аварии или пожара. Для описания этого компонента используется много терминов: корпус, кожух, лоток, коробка и корпус; в настоящее время для корпусов аккумуляторных батарей используются такие материалы, как сталь, алюминий и пластиковые композиты.

 

Неудивительно, что полныйАккумуляторные батареи для электромобилейдовольно тяжелые, обычно составляя около 40% от общей массы транспортного средства; если учесть компоненты аккумуляторной батареи (элементы и модули, терморегулирование, систему управления аккумуляторной батареей BMS, сепараторы и т. д.), то легко понять, почему они также очень дороги, составляя в общей сложности до 50% от стоимости транспортного средства.

 

Вот почему с батареями необходимо обращаться осторожно как во время использования, так и после использования в электромобиле. Когда аккумуляторная батарея в электромобиле достигает конца своего срока службы, она все еще может многое предложить миру, будь то посредством переработки или вторичного использования, поэтому аккумуляторная батарея должна легко разбираться для переработки.

 

 

 

Съемный

 

Ключевыми моментами в современных стратегиях проектирования корпусов аккумуляторов являются съемность, защита от возгорания и теплового разгона, эксплуатационные характеристики при столкновении и пригодность к переработке. Однако рынок аккумуляторов для электромобилей стремительно развивается, часто происходят изменения в химии аккумуляторов, форматах упаковки аккумуляторов (мягкая упаковка, цилиндрическая, призматическая) и технологии аккумуляторов, а появление технологии твердотельных аккумуляторов становится все ближе. Все это оказывает влияние на корпуса аккумуляторов для электромобилей.

 

Как мы увидим, роль корпуса аккумуляторной батареи в архитектуре транспортного средства меняется, повышая требования к конструкции, что, в свою очередь, поднимает вопросы о доступности материалов, методах соединения и требованиях к пригодности.

 

Около 80% электромобилей в настоящее время используют алюминиевые корпуса аккумуляторных батарей, в остальных случаях преобладает сталь, но новые решения из термопластика предлагают легкую и инновационную альтернативу решениям из металла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор материала корпуса аккумуляторной батареи

 

Вековой спор между сталью и алюминием продолжается в сфере корпусов аккумуляторов, и каждый поставщик утверждает, что подходит лучше, чем другой. Производители стали рекламируют свои преимущества в высокой прочности, формуемости и ремонтопригодности, а также экономической эффективности и в том, что они требуют меньше углерода, чем другие материалы при производстве.

 

Пластиковые решения позволяют снизить вес, снизить затраты, повысить безопасность и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду с точки зрения возможности вторичной переработки и выбросов CO2 по сравнению со сталью или алюминием.

 

Компания SABIC получила премию Эдисона за термопластиковый корпус аккумулятора для подключаемого гибрида Honda CR-V. Решение из 6-килограммовой литьевой полипропиленовой стекловолоконной смолы, большая часть которой имеет размеры 1,6 м x 1 м и толщину 2 мм, сэкономило Honda 10% веса и 10% стоимости по сравнению со стальным решением с изоляцией.

 

Корпус аккумуляторной батареи

 

Корпус аккумуляторной батареи — это не просто коробка, это большой структурный компонент безопасности, роль и требования к производительности которого открывают возможности для творчества и инновационной инженерии.

 

Для поставщика материалов это отражено в его программе многокомпонентной интеграции (MPI), которая последовательно объединяет несколько деталей, отштампованных из одной заготовки с лазерной сваркой, в одну деталь горячей штамповки, что сокращает требуемые операции по соединению.

Аккумуляторы будут интегрированы в кузов-неокрашенный (BIW), а автопроизводители и поставщики шасси Tier 1 начинают объединять свои отделы шасси или BIW с отделами аккумуляторов в одних и тех же инженерных центрах для проектирования будущих транспортных средств. Это угроза и одновременно возможность для сталелитейной промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Защита от теплового разгона

 

Одной из основных задач аккумуляторов электромобилей является управление теплом и защита от теплового разгона, и именно здесь термопластики проявляют себя с лучшей стороны.

Организация по безопасности UL Solutions разработала новый строгий тест на тепловой разгон под названием UL 2596 («Метод испытаний термических и механических свойств материалов корпусов аккумуляторных батарей»), в котором материал подвергается тепловому разгону с участием 25 цилиндрических элементов (18650) в стальном аккумуляторном блоке.

 

Свойство термопластичного материала SABIC заключается в том, что в ходе данного испытания, когда образец материала подвергался воздействию пламени 1000-градусов Цельсия в течение более пяти минут, температура на стороне аккумуляторной батареи составляла менее 200 градусов Цельсия, при этом не требовалось использования термоодеяла, необходимого для корпусов из алюминия и стали.

 

Это происходит потому, что термопластичный материал, разработанный SABIC, начинает обугливаться при столкновении с огнем и со временем расширяется. Это означает, что он не передает тепло, что является уникальным свойством термопластичных материалов. Через некоторое время он действует как панцирь черепахи, становясь защитным слоем от огня и передачи тепла. Стандартные пластики не проходят этот тест, но пластик толщиной в миллиметр каждый раз его проходит. Кроме того, формование термопластичной оболочки дает простор для творчества и повышает универсальность материала.

 

Устойчивый

 

Однако разработка аккумуляторной батареи как структурного компонента имеет значительные последствия для других аспектов, особенно для устойчивого производства, жизненного цикла компонента и цикличности.

 

Большинство автопроизводителей ценят ремонтопригодность, поэтому корпус аккумулятора обычно доступен, съемный и заменяемый. Но он также признал, что ремонтопригодность в настоящее время отсутствует. Большинство дилеров не ремонтируют аккумулятор, а отправляют его обратно OEM-производителям или другим назначенным третьим лицам для переработки. Когда дело доходит до аккумуляторов электромобилей, ремонтопригодность по крайней мере так же важна, как и перерабатываемость в целях обеспечения устойчивого транспорта, и она гораздо эффективнее, чем перерабатываемость.

 

Быстрое развитие технологии аккумуляторов для электромобилей — это хорошие новости для потребителей. Оно также приносит захватывающие возможности и вызовы для автопроизводителей и поставщиков.

 

 

Общий,алюминиевые корпуса аккумуляторов, как важный компонент новых энергетических систем аккумуляторных батарей транспортных средств, имеют значительные преимущества в легкости, безопасности и эффективности производства. В будущем, с постоянным развитием технологий и постоянным ростом спроса на рынке, решения для алюминиевых корпусов аккумуляторных батарей будут играть еще более важную роль в новой энергетической отрасли. Предприятия должны активно обращать внимание на тенденции в отрасли, использовать рыночные возможности и постоянно повышать свою конкурентоспособность, чтобы справляться с все более жесткой рыночной конкуренцией.