مواد کامپوزیتی در پوسته های بسته بندی باتری خودروهای برقی برای کاهش&استفاده می شود ؛ اضطراب مسافت پیموده شده"؛
آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) می گوید که به ازای هر 100 پوند از دست دادن یک خودرو ، مصرف سوخت 1-2 درصد افزایش می یابد. صنعت خودروهای برقی (EV) متعهد به بهبود بهره وری انرژی و کاهش"؛ اضطراب مسافت پیموده شده&است ، که بدون شک فرصت های تجاری را به ارمغان می آورد. پوسته بسته بندی باتری (همچنین به عنوان شکاف ، جعبه یا پوسته باتری خودروی برقی شناخته می شود) عمدتا برای بسته بندی و محافظت از باتری استفاده می شود. آنها از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند و درست مانند دیگر قطعات خودرو ، از نظر مواد انتخاب های متنوعی دارند و رقابت بین مواد مختلف بسیار شدید است. آلومینیوم و فولاد مواد سنتی برای بسته بندی باتری هستند. با این حال ، مواد کامپوزیت می توانند جایگزین های بهتری ارائه دهند ، که عملکرد خودروهای برقی را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
مشکل سخت
در حال حاضر ، محبوبیت گسترده خودروهای برقی با اضطراب مسافت پیموده شده است ، زیرا مردم نگران هستند که مسافت رانندگی پس از یک بار شارژ به اندازه کافی طولانی نباشد. به منظور کاهش اضطراب مسافت پیموده شده ، شکی نیست که مردم به خودروهای برقی ایمن ، سبک و مقرون به صرفه نیاز دارند. برای اینکه خودروهای برقی به این هدف در بازار برسند ، اجزای آنها نیز باید دارای این ویژگی ها باشند. اگر می توان یک جزء را از مواد سبک تر بدون تاثیر بر ایمنی و عملکرد آن ساخت ، بدون شک انتخاب عاقلانه ای برای طراحان و دستگاه های غربالگری مواد تولید کنندگان تجهیزات اصلی (OEM) و تامین کنندگان سیستم است.
جایگزینی مواد فلزی با مواد کامپوزیت نه تنها می تواند با عملکرد گذشته مقایسه شود ، بلکه حتی از عملکرد قبلی نیز پیشی می گیرد ، زیرا مواد کامپوزیت مزایای بیشتری را به همراه دارد. یک مثال خوب پوسته بسته بندی باتری خودروهای برقی است ، زیرا مواد کامپوزیت می توانند وزن را کاهش دهند ، عایق حرارتی را بهبود بخشند ، سر و صدا را کاهش دهند ، لرزش را کاهش دهند و زبری صدا و ارتعاش را کاهش دهند. بگذارید' نگاهی دقیق تر به همه جنبه های ویژگی های کامپوزیت بیندازیم:
کاهش وزن
می توان گفت اصلی ترین عامل محرک در انتخاب مواد کامپوزیت ، کاهش وزن بدنه خودرو است. اگر پوسته باتری به جای آلومینیوم از 100٪ مواد کامپوزیت ساخته شده باشد ، می توان وزن بدنه خودرو را تا 40٪ کاهش داد. بسته باتری ساخته شده از مواد کامپوزیت دارای وزن کمی است که بر طراحی خودرو تأثیر مثبت می گذارد. از آنجا که وزن بدنه خودرو به دلیل ضریب جعبه باتری کاهش می یابد ، هنگام یدک کشیدن خودروی سبک تر ، حجم باتری و حجم موتور مورد نیاز کاهش می یابد. این اثر مارپیچی مثبت می تواند هزینه خودرو و اضطراب مسافت پیموده شده را کاهش داده و به ترویج استفاده وسیع از وسایل نقلیه برقی کمک کند.
عایق حرارتی
علاوه بر ماهیت سبک مواد کامپوزیت ، از نیاز به سیستم های عایق جداگانه نیز جلوگیری می کند ، که باعث کاهش بیشتر وزن بدنه خودرو می شود و به ساده سازی زنجیره تامین و زنجیره ارزش کمک می کند. برای پوسته بسته بندی باتری فلزی ، سیستم عایق حرارتی باید در اطراف مواد نصب شود تا دمای کار باتری حفظ شود. از آنجا که مواد کامپوزیت دارای ویژگی های عایق حرارتی هستند ، تأثیر خوبی در جلوگیری از انتقال حرارت دارد ، بنابراین نیازی به افزودن اجزای اضافه وزن بیشتر در سیستم نیست.
صدا ، ارتعاش و زبری
اگرچه این یک عامل کلیدی مربوط به ایمنی نیست ، اما وسایل نقلیه کم سر و صدا بیشتر از نظر تجاری امکان پذیر است. سر و صدا ، ارتعاش و زبری صوتی ارتعاشی (NVH) نتایج ارتعاش یا سر و صدا هستند که از طریق صدا در کابین پخش شده و از هم جدا می شوند. در مقایسه با مواد فلزی ، سر و صدا ، ارتعاش و زبری ارتعاش صوتی (NVH) مواد کامپوزیتی به دلیل ویژگی های میرایی ذاتی کوچکتر هستند. این امر در مورد بسته های باتری و سایر اجزای خودرو صادق است و تفاوت بین این دو ممکن است به این معنی باشد که از نظر تجربه رانندگی ، یکی لوکس تر و راحت تر است ، در حالی که دیگری راحتی کمتری دارد.
ایمنی
از دید بدنه بزرگتر ، پوسته کامپوزیت باتری را می توان به عنوان بخشی از ساختار بدنه طراحی کرد که نه تنها می تواند از باتری محافظت کند ، بلکه از سرنشینان خودرو نیز محافظت می کند. خواص استحکام و سختی مواد کامپوزیت از آلومینیوم یا فولاد بیشتر است ، که می تواند ایمنی بیشتری در تصادف ایجاد کند. این ترکیب نیاز به همکاری نزدیک بین تامین کنندگان بسته باتری و طراحان شاسی دارد ، اما بهبود ایمنی خودرو امکان پذیر است.
قالب گیری پلتروژن
تولید در مقیاس بزرگ برای کاهش هزینه کل بسیار مهم است. می توان از روشهای تولید مداوم ، مانند پلدرژن برای تولید قطعات باتری برای خودروهای برقی استفاده کرد. در مقایسه با سایر روش های تولید کامپوزیت ، فرآیند پلترودینگ تولید کنندگان کامپوزیت را قادر می سازد تا الیاف بیشتری را در سطح مقطع یکسان پر کنند ، که می تواند قطعات قوی تر اما سبک تری تولید کند.
به یاد داشته باشید ، فیبر قسمتی است که بار مواد را حمل می کند. با همکاری نزدیک با تولید کنندگان کامپوزیت ، محتوا و ترتیب فیبر را می توان دقیقاً برای دستیابی به بهترین ویژگی های نسبت وزن به مقاومت طراحی کرد.
در آینده چگونه تکامل خواهد یافت؟
اگر ، همانطور که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) پیش بینی شده است ، تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEM) می توانند بازده انرژی را از وزن سبک خودرو دریافت کنند ، بدون شک کامپوزیت ها نقش خواهند داشت. عملکرد آن نه تنها به سادگی کاهش وزن خودرو است ، بلکه افزایش ایمنی هنگام تصادف ، افزایش عملکرد پویا و تجربه رانندگی خودرو و بهبود قدرت کلی خودرو است. اضطراب مسافت پیموده شده هنوز یکی از اصلی ترین مشکلاتی است که صنعت خودروهای برقی باید بر آن غلبه کند. در نظر گرفتن انتخاب موادی غیر از مواد پوسته باتری سنتی ، گامی مهم برای کاهش وزن بدنه خودرو و بهبود مصرف سوخت است.
منبع: یونگ
