Die Entwicklung von Batteriegehäusen für Elektrofahrzeuge

 

Mit dem rasanten Wachstum des globalen Marktes für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik hat die Batterietechnologie als Kernkomponente große Aufmerksamkeit erhalten. Insbesondere die Materialauswahl und der Produktionsprozess der Batteriegehäuse sind von großer Bedeutung für die Verbesserung der Sicherheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen. In diesem Artikel werden mehrere fortschrittlicheBatterie AluminiumgehäuseLösungen mit dem Ziel, den Kunden umfassenden technischen Support und Anwendungsvorschläge zu bieten.

 

 

Eine der wohl wichtigsten Komponenten eines Elektrofahrzeugs (EV) ist diejenige, die die Batterie im Falle eines Unfalls oder Brandes trocken und sicher hält. Zur Beschreibung dieser Komponente werden viele Begriffe verwendet: Gehäuse, Ummantelung, Schale, Kasten und Ummantelung; die derzeit für Batteriegehäuse verwendeten Materialien umfassen Stahl, Aluminium und Kunststoffverbundstoffe.

 

Nicht überraschend, vollständigEV-Akkupackssind ziemlich schwer und machen typischerweise etwa 40 % des Gesamtgewichts des Fahrzeugs aus. Wenn man die Komponenten eines Batteriepakets (Zellen und Module, Wärmemanagement, Batteriemanagementsystem (BMS), Separatoren usw.) betrachtet, ist es leicht zu erkennen, warum sie auch sehr teuer sind und insgesamt bis zu 50 % des Fahrzeugwerts ausmachen.

 

Aus diesem Grund müssen Batterien sowohl während der Verwendung als auch nach der Verwendung in einem Elektrofahrzeug sorgfältig behandelt werden. Wenn eine Antriebsbatterie in einem Elektrofahrzeug das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht, hat sie der Welt noch viel zu bieten, sei es durch Recycling oder Zweitverwendung. Daher muss die Antriebsbatterie für das Recycling leicht zerlegt werden können.

 

 

 

Abnehmbar

 

Der Schlüssel zu aktuellen Batteriegehäuse-Designstrategien sind Entfernbarkeit, Brand- und thermischer Durchgehenschutz, Crashverhalten und Recyclingfähigkeit. Der Markt für EV-Batterien entwickelt sich jedoch schnell, mit häufigen Änderungen in der Batteriechemie, den Batterieverpackungsformaten (Softpack, zylindrisch, prismatisch) und der Batterietechnologie, und die Einführung der Festkörperbatterietechnologie rückt näher. All dies hat Auswirkungen auf EV-Batteriegehäuse.

 

Wie wir sehen werden, entwickelt sich die Rolle des Batteriegehäuses in der Fahrzeugarchitektur weiter und stellt höhere strukturelle Anforderungen, was wiederum Fragen hinsichtlich der Materialverfügbarkeit, der Verbindungstechniken und der Eignungsanforderungen aufwirft.

 

Etwa 80 % der Elektrofahrzeuge verwenden derzeit Batteriegehäuse aus Aluminium, beim Rest dominiert Stahl, aber neue thermoplastische Lösungen bieten eine leichte und innovative Alternative zu Metalllösungen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Auswahl des Materials für das Batteriepackgehäuse

 

Die uralte Debatte zwischen Stahl und Aluminium geht im Bereich der Batteriegehäuse weiter, wobei jeder Lieferant behauptet, besser geeignet zu sein als der andere. Stahlhersteller preisen ihre Vorteile in Bezug auf hohe Festigkeit, Formbarkeit und Reparaturfähigkeit sowie Kosteneffizienz an und preisen an, dass sie bei der Herstellung weniger Kohlenstoffintensität erfordern als andere Materialien.

 

Kunststofflösungen können das Gewicht reduzieren, die Kosten senken, die Sicherheit verbessern und haben im Hinblick auf die Recyclingfähigkeit und den CO2-Ausstoß eine geringere Umweltbelastung als Stahl oder Aluminium.

 

SABIC erhielt einen Edison Award für sein thermoplastisches Batteriegehäuse für den Honda CR-V Plug-in-Hybrid. Die 6 kg schwere, spritzgegossene Polypropylen-Glasfaserharzlösung, ein großes Teil mit den Abmessungen 1,6 m x 1 m und einer Dicke von 2 mm, sparte Honda 10 % Gewicht und 10 % Kosten im Vergleich zu einer Stahllösung mit Isolierung.

 

Batteriepackgehäuse

 

Das Batteriegehäuse ist mehr als nur eine einfache Box. Es ist ein großes strukturelles Sicherheitsbauteil, dessen Rolle und Leistungsanforderungen Möglichkeiten für Kreativität und innovative Technik schaffen.

 

Beim Materiallieferanten spiegelt sich dies in seinem Multi-Part Integration (MPI)-Programm wider, das mehrere aus einem LWB (Laser Welded Blank) gestanzte Teile nacheinander zu einem warmgestanzten Teil kombiniert und so die erforderlichen Fügevorgänge reduziert.

Batterien werden in die Rohkarosserie integriert, und Automobilhersteller und Fahrgestell-Zulieferer der Stufe 1 beginnen, ihre Fahrgestell- oder BIW-Abteilungen mit ihren Batterieabteilungen in denselben Entwicklungszentren zusammenzubringen, um zukünftige Fahrzeuge zu entwerfen. Dies ist sowohl eine Bedrohung als auch eine Chance für die Stahlindustrie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schutz vor thermischem Durchgehen

 

Ein Hauptproblembereich bei Batterien für Elektrofahrzeuge ist das Wärmemanagement und der Schutz vor thermischem Durchgehen. Und hier kommen Thermoplaste ins Spiel.

Die Sicherheitsorganisation UL Solutions hat einen neuen strengen thermischen Durchgehenstest namens UL 2596 („Testmethode für thermische und mechanische Eigenschaften von Batteriegehäusematerialien“) entwickelt, der das Material einem thermischen Durchgehen unterzieht, bei dem 25 zylindrische Zellen (18650) in einem Stahlbatteriepaket beteiligt sind.

 

Die Eigenschaft des thermoplastischen Materials von SABIC besteht darin, dass bei diesem Test, bei dem eine Materialprobe länger als fünf Minuten einer 1000- Grad Celsius heißen Flamme ausgesetzt wurde, die Temperatur an der Seite des Batteriepacks weniger als 200 Grad Celsius betrug, ohne dass eine Wärmedecke erforderlich war, die für Aluminium- und Stahlgehäuse erforderlich ist.

 

Dies liegt daran, dass das von SABIC entwickelte thermoplastische Material bei Kontakt mit Feuer zu verkohlen beginnt und sich mit der Zeit ausdehnt. Das heißt, es leitet keine Wärme weiter, was eine einzigartige Eigenschaft thermoplastischer Materialien ist. Nach einer Weile wirkt es wie ein Schildkrötenpanzer und wird zu einer Schutzschicht gegen Feuer und Wärmeübertragung. Standardkunststoffe bestehen diesen Test nicht, aber Kunststoff in Millimeterdicke besteht ihn jedes Mal. Darüber hinaus ermöglicht das Formen der thermoplastischen Schale Kreativität und erhöht die Vielseitigkeit des Materials.

 

Nachhaltig

 

Die Entwicklung des Batteriepacks als Strukturkomponente hat jedoch erhebliche Auswirkungen auf andere Aspekte, insbesondere auf die nachhaltige Produktion, den Lebenszyklus der Komponenten und die Kreislaufwirtschaft.

 

Die meisten Autohersteller legen Wert auf Reparaturfähigkeit, daher ist das Batteriegehäuse normalerweise zugänglich, abnehmbar und austauschbar. Er räumte jedoch auch ein, dass es derzeit an Reparaturfähigkeit mangelt. Die meisten Händler reparieren die Batterie nicht, sondern schicken sie zur Verarbeitung an OEMs oder andere benannte Drittparteien zurück. Bei Batterien für Elektrofahrzeuge ist die Reparaturfähigkeit im Streben nach nachhaltigem Transport mindestens genauso wichtig wie die Recyclingfähigkeit und viel effizienter als die Recyclingfähigkeit.

 

Die rasante Entwicklung der Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge ist eine gute Nachricht für die Verbraucher. Für Automobilhersteller und Zulieferer bringt sie jedoch auch spannende Chancen und Herausforderungen mit sich.

 

 

Gesamt,Batterie-Aluminiumschalen, als wichtiger Bestandteil von Batteriesystemen für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik, bieten erhebliche Vorteile in puncto geringes Gewicht, Sicherheit und Fertigungseffizienz. In Zukunft werden Aluminiumgehäuselösungen für Batterien angesichts der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und des anhaltenden Wachstums der Marktnachfrage eine noch wichtigere Rolle in der Branche der alternativen Antriebstechnik spielen. Unternehmen sollten Branchentrends aktiv verfolgen, Marktchancen nutzen und ihre Wettbewerbsfähigkeit kontinuierlich verbessern, um dem zunehmend härteren Marktwettbewerb standzuhalten.