Utvecklingen av batteripaket för elfordon

 

Med den snabba tillväxten av den globala marknaden för nya energifordon har batteriteknik, som dess kärnkomponent, fått stor uppmärksamhet. Särskilt materialvalet och tillverkningsprocessen för batteriskal är av stor betydelse för att förbättra elfordons säkerhet, effektivitet och kostnadseffektivitet. Den här artikeln kommer att detaljera flera avanceradebatteri aluminium skallösningar, som syftar till att ge kunderna omfattande teknisk support och förslag på tillämpningar.

 

 

Förmodligen är en av de viktigaste komponenterna i ett elfordon (EV) den som håller batteriet torrt, säkert och säkert i händelse av en krock eller brand. Det finns många termer som används för att beskriva denna komponent: hölje, hölje, bricka, låda och hölje; de material som för närvarande används för batteripaket inkluderar stål, aluminium och plastkompositer.

 

Inte överraskande, komplettEV batteripaketär ganska tunga och svarar vanligtvis för cirka 40 % av fordonets totala vikt; när man tar hänsyn till komponenterna i ett batteripaket (celler och moduler, termisk hantering, batterihanteringssystem BMS, separatorer, etc.), är det lätt att förstå varför de också är mycket dyra, totalt upp till 50 % av fordonets värde.

 

Det är därför batterier måste hanteras med försiktighet både när de används och efter användning i en elbil; när ett strömbatteri i en elbil når slutet av sin livslängd har det fortfarande mycket att erbjuda världen, oavsett om det är genom återvinning eller sekundär användning, så strömbatteriet måste enkelt tas isär för återvinning.

 

 

 

Avtagbar

 

Nyckeln till nuvarande designstrategier för batterihölje är borttagbarhet, brand- och termiskt rusningsskydd, krockprestanda och återvinningsbarhet. Marknaden för elbilar utvecklas dock snabbt, med frekventa förändringar i batterikemi, batteriförpackningsformat (mjukt pack, cylindriskt, prismatiskt) och batteriteknologi, och ankomsten av solid-state batteriteknologi närmar sig. Allt detta har en inverkan på EV-batterihöljen.

 

Som vi kommer att se utvecklas batterihöljets roll i fordonsarkitekturen, vilket ökar de strukturella kraven, vilket i sin tur väcker frågor om materialtillgänglighet, sammanfogningstekniker och lämplighetskrav.

 

Cirka 80 % av elfordonen använder för närvarande batterihöljen i aluminium, medan resten domineras av stål, men nya termoplastlösningar erbjuder ett lättviktigt och innovativt alternativ till metalllösningar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Materialval för batteripaket

 

Den urgamla debatten mellan stål och aluminium fortsätter i batteriutrymmet, där varje leverantör hävdar att de är bättre lämpade än den andra. Ståltillverkare framhåller sina fördelar i hög hållfasthet, formbarhet och reparerbarhet, samt kostnadseffektivitet, och att de kräver mindre kolintensitet än andra material under produktionen.

 

Plastlösningar kan minska vikten, sänka kostnaderna, förbättra säkerheten och ha lägre miljöpåverkan vad gäller återvinning och lägre CO2-utsläpp än stål eller aluminium.

 

SABIC fick ett Edison Award för sitt termoplastiska batterihus för Honda CR-V plug-in hybrid. Den 6 kg formsprutade polypropenglasfiberhartslösningen, en stor del som mäter 1,6 mx 1 m och 2 mm tjock, sparade Honda 10 % i vikt och 10 % i kostnad jämfört med en stållösning med isolering.

 

Batterihölje

 

Batterihuset är mer än bara en enkel låda, det är en stor strukturell säkerhetskomponent vars roll och prestandakrav skapar möjligheter för kreativitet och innovativ ingenjörskonst.

 

För materialleverantören återspeglas detta i dess Multi-Part Integration (MPI)-program, som kombinerar flera delar stämplade från en LWB (lasersvetsad ämne) till en varmstansad del i sekvens, vilket minskar de nödvändiga sammanfogningsoperationerna.

Batterier kommer att integreras i body-in-white (BIW), och biltillverkare och Tier 1-chassileverantörer börjar sammanföra sina chassi- eller BIW-avdelningar med sina batteriavdelningar i samma ingenjörscentra för att designa framtida fordon. Detta är ett hot och en möjlighet för stålindustrin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Termiskt flyktskydd

 

Ett stort orosområde för elbilsbatterier är värmehantering och skydd mot termisk rusning, och det är här termoplasterna lyser.

Säkerhetsorganisationen UL Solutions har utvecklat ett nytt rigoröst termiskt runaway-test kallat UL 2596 ("Test Method for Thermal and Mechanical Properties of Battery Enclosure Materials") som utsätter materialet för termisk runaway som involverar 25 cylindriska celler (18650) i ett stålbatteripaket.

 

Egenskapen hos SABICs termoplastmaterial är att i detta test, när ett prov av materialet utsattes för en 1000-gradig låga i mer än fem minuter, var temperaturen på sidan av batteripaketet mindre än 200 grader Celsius, utan behov av en termisk filt som krävs för aluminium- och stålkapslingar.

 

Detta beror på att det termoplastiska materialet som utvecklats av SABIC börjar förkolna när det stöter på eld och expanderar med tiden. Det betyder att den inte överför värme, vilket är en unik egenskap hos termoplastiska material. Efter ett tag fungerar det som ett sköldpaddsskal och blir ett skyddande lager mot eld och värmeöverföring. Standardplaster misslyckas med detta test, men plast i millimetertjocklek klarar det varje gång. Dessutom möjliggör gjutning av det termoplastiska skalet kreativitet och ökar materialets mångsidighet.

 

Hållbar

 

Att utveckla batteripaketet som en strukturell komponent har dock betydande konsekvenser för andra aspekter, särskilt för hållbar produktion, komponentlivscykel och cirkularitet.

 

De flesta biltillverkare värdesätter reparationsbarhet, så batterihuset är vanligtvis tillgängligt, avtagbart och utbytbart. Men han erkände också att reparationsbarheten för närvarande saknas. De flesta återförsäljare reparerar inte batteriet utan skickar tillbaka det till OEM-tillverkare eller andra utsedda tredje parter för bearbetning. När det kommer till elfordonsbatterier är reparationsbarheten minst lika viktig som återvinningsbarheten i strävan efter hållbara transporter, och det är mycket effektivare än återvinningsbarheten.

 

Den snabba utvecklingen av batteriteknik för elbilar är goda nyheter för konsumenterna. Det medför också spännande möjligheter och utmaningar för biltillverkare och leverantörer.

 

 

Övergripande,batteri aluminium skal, som en viktig komponent i nya batterisystem för energifordon, har betydande fördelar vad gäller lättvikt, säkerhet och tillverkningseffektivitet. I framtiden, med den ständiga utvecklingen av teknik och den fortsatta tillväxten av efterfrågan på marknaden, kommer lösningar för batterialuminiumhölje att spela en ännu viktigare roll i den nya energiindustrin. Företag bör aktivt uppmärksamma industritrender, ta vara på marknadsmöjligheter och kontinuerligt förbättra sin konkurrenskraft för att klara av allt hårdare konkurrens på marknaden.