L'evolució dels tancaments de bateria de vehicles elèctrics

 

Amb el ràpid creixement del mercat mundial de vehicles d'energia nova, la tecnologia de les bateries, com a component principal, ha rebut una atenció generalitzada. En particular, la selecció de materials i el procés de producció de carques de bateries són de gran importància per millorar la seguretat, l'eficiència i la rendibilitat dels vehicles elèctrics. Aquest article detallarà diversos avançatscarcassa d'alumini de la bateriasolucions, amb l'objectiu de proporcionar als clients un suport tècnic integral i suggeriments d'aplicacions.

 

 

Sens dubte, un dels components més importants d'un vehicle elèctric (EV) és el que manté la bateria seca, segura i segura en cas d'accident o incendi. Hi ha molts termes utilitzats per descriure aquest component: carcassa, carcassa, safata, caixa i tancament; els materials que s'utilitzen actualment per a les carcasses del paquet de bateries inclouen compostos d'acer, alumini i plàstic.

 

No en va, completPaquets de bateries EVsón bastant pesats, normalment representen al voltant del 40% del pes total del vehicle; Si es tenen en compte els components d'un paquet de bateries (cel·les i mòduls, gestió tèrmica, sistema de gestió de bateries BMS, separadors, etc.), és fàcil veure per què també són molt cars, que sumen fins al 50% del valor del vehicle.

 

És per això que les bateries s'han de manipular amb cura tant durant l'ús com després d'utilitzar-les en un vehicle elèctric; quan una bateria elèctrica en un vehicle elèctric arriba al final de la seva vida útil, encara té molt a oferir al món, ja sigui mitjançant el reciclatge o l'ús secundari, de manera que la bateria elèctrica s'ha de desmuntar fàcilment per reciclar-la.

 

 

 

Extraïble

 

La clau de les estratègies actuals de disseny de la carcassa de la bateria són la capacitat de desmuntatge, la protecció contra incendis i la fugida tèrmica, el rendiment en cas d'accident i la reciclabilitat. No obstant això, el mercat de les bateries dels vehicles elèctrics està evolucionant ràpidament, amb canvis freqüents en la química de les bateries, els formats d'embalatge de les bateries (paquet suau, cilíndric, prismàtic) i la tecnologia de les bateries, i l'arribada de la tecnologia de les bateries d'estat sòlid s'està apropant. Tot això té un impacte en els recintes de les bateries dels vehicles elèctrics.

 

Com veurem, el paper de la carcassa de la bateria en l'arquitectura del vehicle està evolucionant, augmentant els requisits estructurals, que al seu torn planteja preguntes sobre la disponibilitat del material, les tècniques d'unió i els requisits d'idoneïtat.

 

Al voltant del 80% dels vehicles elèctrics actualment utilitzen tancaments de bateries d'alumini, amb la resta dominada per l'acer, però les noves solucions termoplàstiques ofereixen una alternativa lleugera i innovadora a les solucions metàl·liques.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Selecció del material de la carcassa de la bateria

 

L'antic debat entre l'acer i l'alumini continua a l'espai de la carcassa de la bateria, amb cada proveïdor que afirma ser més adequat que l'altre. Els fabricants d'acer presenten els seus avantatges d'alta resistència, conformabilitat i reparabilitat, així com la rendibilitat, i que requereixen menys intensitat de carboni que altres materials durant la producció.

 

Les solucions de plàstic poden reduir el pes, reduir costos, millorar la seguretat i tenir un menor impacte ambiental en termes de reciclabilitat i menors emissions de CO2 que l'acer o l'alumini.

 

SABIC va rebre un premi Edison per la seva carcassa de bateria termoplàstica per a l'híbrid endollable Honda CR-V. La solució de resina de fibra de vidre de polipropilè modelada per injecció de 6 kg, una gran part de 1,6 mx 1 m i 2 mm de gruix, va estalviar a Honda un 10% de pes i un 10% de cost en comparació amb una solució d'acer amb aïllament.

 

Carcassa del paquet de bateries

 

La carcassa de la bateria és més que una simple caixa, és un gran component de seguretat estructural el paper i els requisits de rendiment del qual creen oportunitats per a la creativitat i l'enginyeria innovadora.

 

Per al proveïdor de material, això es reflecteix en el seu programa d'integració de peces múltiples (MPI), que combina diverses peces estampades d'un LWB (blanc soldat per làser) en una peça estampada en calent en seqüència, reduint les operacions d'unió requerides.

Les bateries s'integraran a la carrosseria en blanc (BIW) i els fabricants d'automòbils i els proveïdors de xassís de nivell 1 comencen a reunir els seus departaments de xassís o BIW amb els seus departaments de bateries als mateixos centres d'enginyeria per dissenyar futurs vehicles. Aquesta és una amenaça i una oportunitat per a la indústria siderúrgica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Protecció tèrmica contra la fugida

 

Una àrea important de preocupació per a les bateries de vehicles elèctrics és la gestió de la calor i la protecció contra la fugida tèrmica, i aquí és on brillen els termoplàstics.

L'organització de seguretat UL Solutions ha desenvolupat una nova prova d'embalatge tèrmica rigorosa anomenada UL 2596 ("Mètode de prova per a les propietats tèrmiques i mecàniques dels materials de la carcassa de la bateria") que sotmet el material a un embalatge tèrmic que inclou 25 cel·les cilíndriques (18650) en una bateria d'acer.

 

La propietat del material termoplàstic de SABIC és que en aquesta prova, quan una mostra del material va ser sotmesa a una flama de 1000-graus Celsius durant més de cinc minuts, la temperatura al costat de la bateria era inferior als 200 graus. Celsius, sense necessitat d'una manta tèrmica necessària per a tancaments d'alumini i acer.

 

Això es deu al fet que el material termoplàstic desenvolupat per SABIC comença a carbonitzar quan es troba amb el foc i s'expandeix amb el temps. Això vol dir que no transfereix calor, que és una propietat única dels materials termoplàstics. Al cap d'un temps, actua com una closca de tortuga, convertint-se en una capa protectora contra el foc i la transferència de calor. Els plàstics estàndard superen aquesta prova, però el plàstic d'un gruix mil·límetre ho supera cada vegada. A més, l'emmotllament de la carcassa termoplàstica permet la creativitat i augmenta la versatilitat del material.

 

Sostenible

 

Tanmateix, el desenvolupament de la bateria com a component estructural té implicacions importants per a altres aspectes, especialment per a la producció sostenible, el cicle de vida dels components i la circularitat.

 

La majoria dels fabricants d'automòbils valoren la reparació, de manera que la carcassa de la bateria sol ser accessible, extraïble i substituïble. Però també va reconèixer que actualment manca la reparabilitat. La majoria de distribuïdors no repararan la bateria, sinó que l'enviaran als OEM o a altres tercers designats perquè la processin. Quan es tracta de bateries de vehicles elèctrics, la reparabilitat és almenys tan important com la reciclabilitat en la recerca d'un transport sostenible, i és molt més eficient que la reciclabilitat.

 

El ràpid desenvolupament de la tecnologia de bateries de vehicles elèctrics és una bona notícia per als consumidors. També ofereix oportunitats i reptes interessants per als fabricants i proveïdors d'automòbils.

 

 

En general,carcassa d'alumini de la bateria, com a component important dels nous sistemes de bateries d'energia dels vehicles d'energia, tenen avantatges significatius en pes lleuger, seguretat i eficiència de fabricació. En el futur, amb l'avenç continu de la tecnologia i el creixement continuat de la demanda del mercat, les solucions de caixa d'alumini de bateries tindran un paper encara més important en la nova indústria energètica. Les empreses haurien de prestar atenció activament a les tendències de la indústria, aprofitar les oportunitats del mercat i millorar contínuament la seva competitivitat per fer front a la competència del mercat cada cop més ferotge.