Evolucija kućišta baterija za električna vozila

 

S brzim rastom globalnog tržišta novih energetskih vozila, tehnologija baterija, kao njegova ključna komponenta, dobila je široku pozornost. Konkretno, odabir materijala i proizvodni proces školjki baterija od velike su važnosti za poboljšanje sigurnosti, učinkovitosti i isplativosti električnih vozila. Ovaj će članak detaljno opisati nekoliko naprednihaluminijsko kućište baterijerješenja, s ciljem pružanja korisnicima sveobuhvatne tehničke podrške i prijedloga za aplikacije.

 

 

Vjerojatno je jedna od najvažnijih komponenti u električnom vozilu (EV) ona koja održava bateriju suhom, sigurnom i sigurnom u slučaju sudara ili požara. Postoji mnogo izraza koji se koriste za opisivanje ove komponente: kućište, kućište, ladica, kutija i kućište; Materijali koji se trenutno koriste za kućišta baterija uključuju čelik, aluminij i plastične kompozite.

 

Nije iznenađujuće, potpunaEV baterijeprilično su teški, obično čine oko 40% ukupne težine vozila; kada uzmete u obzir komponente paketa baterija (ćelije i moduli, upravljanje toplinom, sustav upravljanja baterijom BMS, separatori itd.), lako je vidjeti zašto su one također vrlo skupe, iznose i do 50% vrijednosti vozila.

 

Zbog toga je potrebno pažljivo rukovati baterijama tijekom uporabe i nakon uporabe u električnom vozilu; kada baterija u električnom vozilu dođe do kraja svog vijeka trajanja, još uvijek ima mnogo toga za ponuditi svijetu, bilo kroz recikliranje ili sekundarnu upotrebu, tako da se baterija mora lako rastaviti radi recikliranja.

 

 

 

Uklonjivi

 

Ključni za trenutne strategije dizajna kućišta baterija su mogućnost uklanjanja, zaštita od požara i termičke zaštite, performanse u slučaju sudara i mogućnost recikliranja. Međutim, tržište EV baterija brzo se razvija, s čestim promjenama u kemiji baterija, formatima pakiranja baterija (mekano pakiranje, cilindrično, prizmatično) i tehnologiji baterija, a dolazak tehnologije solid-state baterija sve je bliži. Sve to ima utjecaja na kućišta baterija za EV.

 

Kao što ćemo vidjeti, uloga kućišta baterije u arhitekturi vozila se razvija, povećavajući strukturne zahtjeve, što zauzvrat postavlja pitanja o dostupnosti materijala, tehnikama spajanja i zahtjevima prikladnosti.

 

Oko 80% električnih vozila trenutno koristi aluminijska kućišta baterija, dok ostatkom dominira čelik, ali nova rješenja od termoplasta nude laganu i inovativnu alternativu metalnim rješenjima.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Odabir materijala kućišta paketa baterija

 

Prastara rasprava između čelika i aluminija nastavlja se u kućištu baterija, pri čemu svaki dobavljač tvrdi da je bolji od drugoga. Proizvođači čelika ističu svoje prednosti u visokoj čvrstoći, mogućnosti oblikovanja i mogućnosti popravka, kao i isplativosti, te da zahtijevaju manji intenzitet ugljika od drugih materijala tijekom proizvodnje.

 

Plastična rješenja mogu smanjiti težinu, smanjiti troškove, poboljšati sigurnost i imati manji utjecaj na okoliš u smislu mogućnosti recikliranja i niže emisije CO2 od čelika ili aluminija.

 

SABIC je dobio nagradu Edison za svoje termoplastično kućište baterije za Hondu CR-V plug-in hibrid. Otopina brizgane polipropilenske stakloplastike od 6 kg, veliki dio dimenzija 1,6 mx 1 m i debljine 2 mm, uštedjela je Hondi 10% na težini i 10% na cijeni u usporedbi s čeličnom otopinom s izolacijom.

 

Kućište baterije

 

Kućište baterije je više od obične kutije, to je velika strukturna sigurnosna komponenta čija uloga i zahtjevi za performansama stvaraju mogućnosti za kreativnost i inovativni inženjering.

 

Za dobavljača materijala, to se odražava u njegovom programu integracije više dijelova (MPI), koji kombinira više dijelova utisnutih iz jednog LWB (laserski zavarenog obrasca) u jedan vruće utisnuti dio u nizu, smanjujući potrebne operacije spajanja.

Baterije će biti integrirane u body-in-white (BIW), a proizvođači automobila i Tier 1 dobavljači šasije počinju okupljati svoje odjele za šasije ili BIW zajedno sa svojim odjelima za baterije u istim inženjerskim centrima kako bi dizajnirali buduća vozila. Ovo je prijetnja, ali i prilika za industriju čelika.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zaštita od toplinskog bijega

 

Glavno područje brige za EV baterije je upravljanje toplinom i zaštita od toplinskog bijega, a tu termoplastika blista.

Organizacija za sigurnost UL Solutions razvila je novi rigorozan test toplinskog odlaska pod nazivom UL 2596 ("Metoda ispitivanja toplinskih i mehaničkih svojstava materijala kućišta baterija") koji podvrgava materijal toplinskom odlasku koji uključuje 25 cilindričnih ćelija (18650) u čeličnom baterijskom paketu.

 

Svojstvo SABIC-ovog termoplastičnog materijala je da je u ovom testu, kada je uzorak materijala bio izložen plamenu 1000- stupnjeva Celzijusa dulje od pet minuta, temperatura na strani baterije bila je manja od 200 stupnjeva Celzija, bez potrebe za toplinskom dekom potrebnom za aluminijska i čelična kućišta.

 

To je zato što se termoplastični materijal koji je razvio SABIC počinje ugljenisati kada naiđe na vatru i s vremenom se širi. To znači da ne prenosi toplinu, što je jedinstveno svojstvo termoplastičnih materijala. Nakon nekog vremena djeluje poput kornjačinog oklopa, postajući zaštitni sloj protiv vatre i prijenosa topline. Standardna plastika pada na ovom testu, ali plastika milimetarske debljine prolazi svaki put. Osim toga, oblikovanje termoplastične ljuske omogućuje kreativnost i povećava svestranost materijala.

 

Održivo

 

Međutim, razvoj paketa baterija kao strukturne komponente ima značajne implikacije za druge aspekte, posebno za održivu proizvodnju, životni ciklus komponenti i cirkularnost.

 

Većina proizvođača automobila cijeni mogućnost popravka, tako da je kućište baterije obično dostupno, uklonjivo i zamjenjivo. Ali također je priznao da trenutno nema mogućnosti popravka. Većina trgovaca neće popraviti bateriju, već će je poslati natrag proizvođačima originalne opreme ili drugim određenim trećim stranama na obradu. Kada je riječ o baterijama za električna vozila, mogućnost popravka je barem jednako važna kao mogućnost recikliranja u potrazi za održivim prijevozom, a mnogo je učinkovitija od mogućnosti recikliranja.

 

Brz razvoj tehnologije baterija za električna vozila dobra je vijest za potrošače. Također donosi uzbudljive prilike i izazove za proizvođače automobila i dobavljače.

 

 

Sve u svemu,baterije aluminijske ljuske, kao važna komponenta novih energetskih baterijskih sustava za vozila, imaju značajne prednosti u pogledu male težine, sigurnosti i učinkovitosti proizvodnje. U budućnosti, s neprekidnim napretkom tehnologije i stalnim rastom potražnje na tržištu, rješenja s aluminijskim kućištima baterija igrat će još važniju ulogu u novoj energetskoj industriji. Poduzeća bi trebala aktivno obraćati pozornost na trendove u industriji, iskoristiti tržišne prilike i kontinuirano poboljšavati svoju konkurentnost kako bi se nosila sa sve oštrijom tržišnom konkurencijom.