Kompozītmateriāli tiek izmantoti elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru iepakojuma čaulās, lai mazinātu "nobraukuma trauksmi"
Vides aizsardzības aģentūra (EPA) norāda, ka par katriem 100 mārciņām, ko zaudē automašīna, degvielas ekonomija palielinās par 1-2%. Elektrisko transportlīdzekļu (EV) nozare ir apņēmusies uzlabot energoefektivitāti un mazināt "nobraukuma trauksmi", kas neapšaubāmi sniedz uzņēmējdarbības iespējas. Elektromobiļa akumulatora iepakojuma apvalks (pazīstams arī kā akumulatora slots, kaste vai apvalks) galvenokārt tiek izmantots akumulatora iepakošanai un aizsardzībai. Tie ir atšķirīgi pēc formas un izmēra, un, tāpat kā citām auto daļām, tām ir dažādas izvēles iespējas materiālu ziņā, un konkurence starp dažādiem materiāliem ir sīva. Alumīnijs un tērauds ir tradicionālie materiāli akumulatoru iepakošanai. Tomēr kompozītmateriāli var nodrošināt labākas alternatīvas, kas ievērojami uzlabos elektrisko transportlīdzekļu veiktspēju.
sarežģīta problēma
Šobrīd elektromobiļu lielo popularitāti nomoka nobraukuma trauksme, jo cilvēki uztraucas, ka braukšanas attālums pēc vienas uzlādes nav pietiekami ilgs. Lai mazinātu nobraukuma trauksmi, nav šaubu, ka cilvēkiem ir nepieciešami droši, viegli un rentabli elektriskie transportlīdzekļi. Lai elektriskie transportlīdzekļi varētu sasniegt šo mērķi tirgū, to sastāvdaļām jābūt arī šīm īpašībām. Ja komponentu var izgatavot no vieglākiem materiāliem, neietekmējot to drošību un funkcionalitāti, tā neapšaubāmi ir gudra izvēle oriģinālo iekārtu ražotāju (OEM) un sistēmu piegādātāju dizaineriem un materiālu pārbaudītājiem.
Savā ziņā metāla materiālu aizstāšana ar kompozītmateriāliem var ne tikai salīdzināt ar pagātnes funkcionalitāti, bet pat pārsniegt iepriekšējo veiktspēju, jo kompozītmateriāli sniedz papildu priekšrocības. Labs piemērs ir elektrisko transportlīdzekļu akumulatora iepakojuma apvalks, jo kompozītmateriāli var samazināt svaru, uzlabot siltumizolāciju, samazināt troksni, samazināt vibrāciju un samazināt skaņas un vibrācijas raupjumu. Apskatīsim visus salikto funkciju aspektus:
Samazināt svaru
Var teikt, ka galvenais virzītājspēks kompozītmateriālu izvēlei ir samazināt automašīnas virsbūves svaru. Ja akumulatora apvalks ir izgatavots no 100% kompozītmateriāliem, nevis alumīnija, automašīnas virsbūves svaru var samazināt līdz pat 40%. Akumulatora pakete, kas izgatavota no kompozītmateriāliem, ir viegla, kas pozitīvi ietekmē transportlīdzekļa dizainu. Tā kā akumulatora kastes faktora dēļ automašīnas korpusa svars tiek samazināts, velkot vieglāku transportlīdzekli, nepieciešamais akumulators un dzinēja izmērs tiks samazināts. Šī pozitīvā spirālveida iedarbība var samazināt transportlīdzekļa izmaksas un nobraukuma trauksmi un palīdzēt veicināt elektrotransportlīdzekļu plaša mēroga izmantošanu.
Siltumizolācija
Papildus kompozītmateriāla vieglajam raksturam tas arī novērš nepieciešamību pēc atsevišķām izolācijas sistēmām, kas vēl vairāk samazina automašīnas virsbūves svaru un palīdz racionalizēt piegādes ķēdi un vērtību ķēdi. Metāla akumulatora iepakojuma apvalkam siltumizolācijas sistēma jāuzstāda ap materiālu, lai uzturētu akumulatora darba temperatūru. Tā kā kompozītmateriālam ir siltumizolācijas īpašības, tam ir laba ietekme, novēršot siltuma pārnesi, tāpēc sistēmā nav nepieciešams pievienot vairāk svara pievienoto komponentu.
Troksnis, vibrācija un raupjums
Lai gan tas nav galvenais faktors, kas saistīts ar drošību, transportlīdzekļiem ar zemu trokšņa līmeni ir vairāk komerciāli iespējams. Troksnis, vibrācija un vibro akustiskais raupjums (NVH) ir vibrācijas vai trokšņa rezultāts, kas izplatās un atšķirsies caur skaņu kabīnē. Salīdzinot ar metāla materiāliem, kompozītmateriālu troksnis, vibrācija un akustiskais vibrācijas raupjums (NVH) ir mazāks to raksturīgo amortizācijas īpašību dēļ. Tas attiecas uz akumulatoru paketēm un citām transportlīdzekļu sastāvdaļām, un atšķirība starp abiem var nozīmēt, ka braukšanas pieredzes ziņā viens ir greznāks un ērtāks, bet otrs ir mazāk ērts.
Drošums
No lielāka korpusa viedokļa kompozītmateriāla akumulatora apvalku var veidot kā daļu no ķermeņa struktūras, kas var ne tikai aizsargāt akumulatoru, bet arī aizsargāt transportlīdzekļa pasažierus. Kompozītmateriālu izturības un stingrības īpašības pārsniedz alumīnija vai tērauda stiprības un stingrības īpašības, kas var nodrošināt labāku avārijas drošību. Šai kombinācijai būs nepieciešama cieša sadarbība starp akumulatoru paku piegādātājiem un šasijas dizaineriem, bet ir iespējams uzlabot transportlīdzekļu drošību.
Pultrūzijas formēšana
Liela mēroga ražošana ir ļoti svarīga, lai samazinātu kopējās izmaksas. Nepārtrauktas ražošanas metodes, piemēram, pultrūzija, var izmantot, lai ražotu akumulatoru paketes sastāvdaļas elektriskajiem transportlīdzekļiem. Salīdzinot ar citām kompozītmateriālu ražošanas metodēm, pultrūzijas process ļauj kompozītu ražotājiem aizpildīt vairāk šķiedru tajā pašā šķērsgriezumā, kas var ražot spēcīgākas, bet vieglākas detaļas.
Atcerieties, ka šķiedra ir daļa, kas nes materiāla slodzi. Cieši sadarbojoties ar kompozītmateriālu ražotājiem, šķiedru saturu un izkārtojumu var precīzi izstrādāt, lai sasniegtu labākās svara un izturības attiecības īpašības.
Kā tā attīstīsies nākotnē?
Ja, kā prognozē ASV Vides aizsardzības aģentūra (EPA), oriģinālo iekārtu ražotāji (OEM) var gūt energoefektivitātes atdevi no transportlīdzekļa vieglā svara, tad kompozītmateriāliem neapšaubāmi būs nozīme. Tās funkcija ir ne tikai vienkārši samazināt transportlīdzekļa svaru, bet arī uzlabot avārijas drošību, uzlabot transportlīdzekļa dinamisko veiktspēju un braukšanas pieredzi un uzlabot transportlīdzekļa vispārējo izturību. Nobraukuma trauksme joprojām ir viena no galvenajām problēmām, kas elektrotransportlīdzekļu nozarei ir jāpārvar. Ņemot vērā citu materiālu izvēli, nevis tradicionālos akumulatora korpusa materiālus, ir svarīgs solis, lai samazinātu automašīnas virsbūves svaru un uzlabotu degvielas ekonomiju.
Avots: Jungs
