Composietmaterialen worden gebruikt in batterijverpakkingsschalen voor elektrische voertuigen om "kilometervree" te verlichten
De Environmental Protection Agency (EPA) zegt dat voor elke 100 pond die een auto verliest, het brandstofverbruik met 1-2% toeneemt. De elektrische voertuigindustrie (EV) zet zich in voor het verbeteren van de energie-efficiëntie en het verlichten van "kilometervreefheid", wat ongetwijfeld zakelijke kansen biedt. De batterijverpakkingsschaal (ook bekend als batterijsleuf, doos of shell) van elektrisch voertuig wordt voornamelijk gebruikt om de batterij te verpakken en te beschermen. Ze zijn verschillend in vorm en grootte, en net als andere auto-onderdelen hebben ze een verscheidenheid aan keuzes in termen van materialen, en de concurrentie tussen verschillende materialen is hevig. Aluminium en staal zijn de traditionele materialen voor batterijverpakkingen. Composietmaterialen kunnen echter betere alternatieven bieden, wat de prestaties van elektrische voertuigen aanzienlijk zal verbeteren.
moeilijk probleem
Op dit moment wordt de grootschalige populariteit van elektrische voertuigen geplaagd door kilometervree, omdat mensen zich zorgen maken dat de rijafstand niet lang genoeg is na één lading. Om kilometervres te verlichten, lijdt het geen twijfel dat mensen veilige, lichte en kosteneffectieve elektrische voertuigen nodig hebben. Om dit doel in de markt te bereiken, moeten hun componenten ook deze kenmerken hebben. Als een onderdeel van lichtere materialen kan worden gemaakt zonder de veiligheid en functionaliteit ervan aan te tasten, is het ongetwijfeld een verstandige keuze voor ontwerpers en materiaalscreeners van fabrikanten van originele apparatuur (OEM's) en systeemleveranciers.
In sommige opzichten kan het vervangen van metalen materialen door composietmaterialen niet alleen vergelijken met de functionaliteit van het verleden, maar zelfs de vorige prestaties overtreffen, omdat composietmaterialen extra voordelen bieden. Een goed voorbeeld is de batterijverpakkingshell van elektrische voertuigen, omdat composietmaterialen het gewicht kunnen verminderen, de thermische isolatie kunnen verbeteren, lawaai kunnen verminderen, trillingen kunnen verminderen en de ruwheid van geluid en trillingen kunnen verminderen. Laten we alle aspecten van samengestelde functies nader bekijken:
Verminder gewicht
Er kan worden gezegd dat de belangrijkste drijfveer voor het kiezen van composietmaterialen is om het gewicht van de carrosserie te verminderen. Als de batterijschaal is gemaakt van 100% composietmaterialen in plaats van aluminium, kan het gewicht van de carrosserie met maximaal 40% worden verminderd. Het batterijpakket van composietmaterialen is licht van gewicht, wat een positief effect heeft op het voertuigontwerp. Omdat het gewicht van de carrosserie wordt verminderd door de factor batterijbox, worden de vereiste batterij en motorgrootte verminderd bij het slepen van een lichter voertuig. Dit positieve spiraaleffect kan voertuigkosten en kilometervres verminderen en helpen om het grootschalige gebruik van elektrische voertuigen te bevorderen.
Warmte-isolatie
Naast het lichtgewicht karakter van het composietmateriaal, vermijdt het ook de noodzaak van afzonderlijke isolatiesystemen, wat het gewicht van de carrosserie verder vermindert en helpt de toeleveringsketen en waardeketen te stroomlijnen. Voor de metalen batterijverpakkingsschaal moet het thermische isolatiesysteem rond het materiaal worden geïnstalleerd om de werktemperatuur van de batterij te handhaven. Omdat het composietmateriaal de eigenschappen van warmte-isolatie heeft, heeft het een goed effect bij het voorkomen van warmteoverdracht, dus het is niet nodig om meer componenten met gewicht in het systeem toe te voegen.
Geluid, trillingen en ruwheid
Hoewel het geen belangrijke factor is met betrekking tot veiligheid, zijn geluidsarme voertuigen commercieel haalbaarder. Geluid, trillingen en vibro akoestische ruwheid (NVH) zijn het resultaat van trillingen of lawaai, die zich verspreiden en uiteenlopen door geluid in de cabine. In vergelijking met metalen materialen zijn de geluids-, trillings- en akoestische trillingsruwheid (NVH) van composietmaterialen kleiner vanwege hun inherente dempingseigenschappen. Dit geldt voor accupakketten en andere voertuigonderdelen, en het verschil tussen de twee kan betekenen dat de ene qua rijervaring luxer en comfortabeler is, terwijl de andere minder comfortabel is.
Veiligheid
Vanuit het perspectief van een grotere carrosserie kan de samengestelde batterijschaal worden ontworpen als een onderdeel van de carrosseriestructuur, die niet alleen de batterij kan beschermen, maar ook de passagiers in het voertuig. De sterkte- en stijfheidseigenschappen van composietmaterialen overtreffen die van aluminium of staal, wat een betere crashveiligheid kan bieden. Deze combinatie vereist een nauwe samenwerking tussen leveranciers van accupakketten en chassisontwerpers, maar het is haalbaar om de voertuigveiligheid te verbeteren.
Pultrusie gieten
Grootschalige productie is erg belangrijk om de totale kosten te verlagen. Continue productiemethoden, zoals pultrusie, kunnen worden gebruikt om accu-componenten voor elektrische voertuigen te produceren. In vergelijking met andere composietproductiemethoden stelt het pultrusieproces composietfabrikanten in staat om meer vezels in dezelfde doorsnede te vullen, wat sterkere maar lichtere onderdelen kan produceren.
Vergeet niet dat vezels het deel zijn dat de lading van het materiaal draagt. In nauwe samenwerking met composietfabrikanten kunnen het vezelgehalte en de regeling nauwkeurig worden ontworpen om de beste gewicht/sterkteverhoudingskenmerken te bereiken.
Hoe zal het zich in de toekomst ontwikkelen?
Als, zoals voorspeld door het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA), fabrikanten van originele apparatuur (OEM's) energie-efficiëntierendementen kunnen halen uit lichtgewicht voertuigen, dan zullen composieten ongetwijfeld een rol spelen. De functie is niet alleen om het gewicht van het voertuig te verminderen, maar ook om de crashveiligheid te verbeteren, de dynamische prestaties en rijervaring van het voertuig te verbeteren en de algehele sterkte van het voertuig te verbeteren. Kilometervree is nog steeds een van de belangrijkste problemen die de elektrische voertuigindustrie moet overwinnen. Gezien de keuze van andere materialen dan de traditionele batterij shell materialen is een belangrijke stap om het gewicht van de carrosserie te verminderen en het brandstofverbruik te verbeteren.
Bron: Jung
