Materialele compozite sunt utilizate în carcasele de ambalare a bateriilor vehiculelor electrice pentru a atenua" anxietatea kilometrajului"
Agenția pentru Protecția Mediului (EPA) spune că pentru fiecare 100 de kilograme pe care o mașină o pierde, economia de combustibil crește cu 1-2%. Industria vehiculelor electrice (EV) se angajează să îmbunătățească eficiența energetică și să atenueze" anxietatea kilometrajului" ;, ceea ce aduce fără îndoială oportunități de afaceri. Carcasa de ambalare a bateriei (cunoscută și sub numele de slot pentru baterie, cutie sau carcasă) a vehiculului electric este utilizată în principal pentru ambalarea și protejarea bateriei. Ele sunt diferite ca formă și dimensiune și, la fel ca alte piese auto, au o varietate de opțiuni în ceea ce privește materialele, iar concurența dintre diferite materiale este acerbă. Aluminiu și oțel sunt materialele tradiționale pentru ambalarea bateriilor. Cu toate acestea, materialele compozite pot oferi alternative mai bune, care vor îmbunătăți foarte mult performanța vehiculelor electrice.
problemă dificilă
În prezent, popularitatea pe scară largă a vehiculelor electrice este afectată de anxietatea kilometrajului, deoarece oamenii se tem că distanța de conducere nu este suficient de mare după o singură încărcare. Pentru a atenua anxietatea kilometrajului, nu există nicio îndoială că oamenii au nevoie de vehicule electrice sigure, ușoare și rentabile. Pentru ca vehiculele electrice să atingă acest obiectiv pe piață, componentele lor trebuie să aibă și aceste caracteristici. Dacă o componentă poate fi fabricată din materiale mai ușoare fără a-i afecta siguranța și funcționalitatea, este, fără îndoială, o alegere înțeleaptă pentru proiectanții și filtrele de materiale ale producătorilor de echipamente originale (OEM) și furnizorii de sisteme.
În anumite privințe, înlocuirea materialelor metalice cu materiale compozite nu numai că se poate compara cu funcționalitatea trecutului, ci chiar poate depăși performanța anterioară, deoarece materialele compozite aduc avantaje suplimentare. Un bun exemplu este carcasa ambalajului bateriei vehiculelor electrice, deoarece materialele compozite pot reduce greutatea, pot îmbunătăți izolația termică, pot reduce zgomotul, reduc vibrațiile și reduc rugozitatea sunetului și vibrațiilor. Să analizăm mai atent&toate aspectele caracteristicilor compozite:
Reduceți greutatea
Se poate spune că principalul factor de conducere pentru alegerea materialelor compozite este reducerea greutății caroseriei. Dacă carcasa bateriei este realizată din materiale compozite 100% în loc de aluminiu, greutatea caroseriei poate fi redusă cu până la 40%. Pachetul de baterii din materiale compozite are o greutate redusă, ceea ce are un efect pozitiv asupra designului vehiculului. Deoarece greutatea caroseriei autovehiculului este redusă din cauza factorului cutiei bateriei, bateria necesară și dimensiunea motorului vor fi reduse la tractarea unui vehicul mai ușor. Acest efect spiralat pozitiv poate reduce costul vehiculului și anxietatea kilometrajului și poate contribui la promovarea utilizării pe scară largă a vehiculelor electrice.
Izolație termică
În plus față de caracterul ușor al materialului compozit, acesta evită, de asemenea, necesitatea unor sisteme de izolație separate, care reduc și mai mult greutatea caroseriei mașinii și ajută la eficientizarea lanțului de aprovizionare și a lanțului valoric. Pentru carcasa de ambalare a bateriei metalice, sistemul de izolare termică trebuie instalat în jurul materialului pentru a menține temperatura de lucru a bateriei. Deoarece materialul compozit are caracteristicile de izolare termică, are un efect bun în prevenirea transferului de căldură, deci nu este nevoie să adăugați mai multe componente adăugate în greutate în sistem.
Zgomot, vibrații și rugozitate
Deși nu este un factor cheie legat de siguranță, vehiculele cu zgomot redus sunt mai fezabile din punct de vedere comercial. Zgomotul, vibrațiile și rugozitatea vibroacustică (NVH) sunt rezultatele vibrațiilor sau zgomotului, care se vor răspândi și vor divergea prin sunet în cabină. În comparație cu materialele metalice, zgomotul, vibrațiile și rugozitatea acustică a vibrațiilor (NVH) ale materialelor compozite sunt mai mici datorită caracteristicilor lor de amortizare inerente. Acest lucru este valabil pentru pachetele de baterii și alte componente ale vehiculului, iar diferența dintre cele două poate însemna că, în ceea ce privește experiența de conducere, una este mai luxoasă și mai confortabilă, în timp ce cealaltă este mai puțin confortabilă.
Siguranță
Din perspectiva unui corp mai mare, carcasa compozit a bateriei poate fi proiectată ca o parte a structurii caroseriei, care nu numai că poate proteja bateria, ci și proteja pasagerii din vehicul. Proprietățile de rezistență și rigiditate ale materialelor compozite le depășesc pe cele din aluminiu sau oțel, ceea ce poate oferi o siguranță mai bună la impact. Această combinație va necesita o cooperare strânsă între furnizorii de pachete de baterii și proiectanții de șasiu, dar este posibil să se îmbunătățească siguranța vehiculului.
Turnarea pultruziunii
Producția la scară largă este foarte importantă pentru a reduce costul total. Metode de fabricație continuă, cum ar fi pultruziunea, pot fi utilizate pentru a produce componente ale bateriei pentru vehicule electrice. Comparativ cu alte metode de fabricare a compozitelor, procesul de pultruziune permite producătorilor de compozite să umple mai multe fibre în aceeași secțiune transversală, care poate produce piese mai puternice, dar mai ușoare.
Amintiți-vă, fibra este partea care transportă sarcina materialului. Lucrând îndeaproape cu producătorii de materiale compozite, conținutul și dispunerea fibrelor pot fi proiectate cu precizie pentru a obține cele mai bune caracteristici ale raportului greutate / rezistență.
Cum va evolua în viitor?
Dacă, așa cum a prezis Agenția SUA pentru Protecția Mediului (EPA), producătorii de echipamente originale (OEM) pot obține randamente eficiente din punct de vedere al eficienței energetice de la vehiculele ușoare, atunci compozitele vor juca, fără îndoială, un rol. Funcția sa nu este doar de a reduce pur și simplu greutatea vehiculului, ci și de a îmbunătăți siguranța la accident, de a spori performanța dinamică și experiența de conducere a vehiculului și de a îmbunătăți rezistența generală a vehiculului. Anxietatea kilometrajului este încă una dintre problemele cheie pe care industria vehiculelor electrice trebuie să le depășească. Luarea în considerare a alegerii altor materiale decât materialele tradiționale ale carcasei bateriei este un pas important pentru reducerea greutății caroseriei mașinii și îmbunătățirea economiei de combustibil.
Sursa: Jung
