در چشم انداز پویا صنعت خودرو ، وسایل نقلیه برقی (EV) به عنوان یک نیروی تحول آمیز ظاهر شده اند و روشی را که ما در مورد حمل و نقل فکر می کنیم تغییر شکل می دهد. من به عنوان یک تأمین کننده قاب اتومبیل برقی که عمیقاً در این بازار در حال تحول درگیر شده است ، من شاهد دست اول پیشرفت سریع در فن آوری های باتری و پیامدهای آنها برای طراحی قاب اتومبیل برقی هستم. یکی از مهمترین سؤالات موجود در این دامنه این است که آیا قطعات قاب اتومبیل برقی با شیمیایی مختلف باتری سازگار است. در این پست وبلاگ ، من به این موضوع می پردازم ، با بررسی چالش ها و فرصت های ارائه شده توسط طیف متنوعی از شیمی درمانی باتری که امروزه موجود است.
تنوع شیمیایی باتری
باتری قلب یک وسیله نقلیه الکتریکی است و شیمی آن نقش مهمی در تعیین عملکرد ، دامنه و ایمنی خودرو دارد. با گذشت سالها ، چندین شیمی درمانی باتری ایجاد شده است که هر کدام دارای ویژگی های منحصر به فرد و تجارت - هستند.
- باتری های لیتیوم - یون: این متداول ترین باتری های موجود در وسایل نقلیه برقی امروزه است. آنها چگالی انرژی بالایی ، عمر چرخه طولانی و میزان تخلیه نسبتاً کم دارند. باتری های لیتیوم - یون در انواع مختلفی مانند لیتیوم - کبالت - اکسید (LCO) ، لیتیوم - منگنز - اکسید (LMO) ، لیتیوم - آهن - فسفات (LFP) و لیتیوم - نیکل - منگنز - کبالت - اکسید (NMC) قرار می گیرند. هر نوع مزایا و معایب خاص خود را دارد. به عنوان مثال ، باتری های LFP به دلیل امنیت زیاد و چرخه طولانی خود شناخته شده اند ، در حالی که باتری های NMC چگالی انرژی بالاتری را ارائه می دهند.
- باتری های جامد - حالت: مرزهای بعدی در فن آوری باتری ، باتری های حالت جامد جایگزین الکترولیت مایع موجود در باتری های لیتیوم سنتی با یک الکترولیت جامد هستند. این فناوری نوید چگالی انرژی بالاتر ، زمان شارژ سریعتر و بهبود ایمنی را می دهد. با این حال ، باتری های حالت جامد هنوز در مرحله تحقیق و توسعه قرار دارند و هنوز تولید انبوه آنها محقق نشده است.
- لیتیوم - باتری های گوگرد: لیتیوم - باتری های گوگرد دارای چگالی انرژی نظری بالایی هستند که به طور بالقوه می تواند دامنه های طولانی تری برای وسایل نقلیه برقی ارائه دهد. آنها همچنین با محیط زیست سازگار با محیط زیست هستند زیرا گوگرد فراوان و ارزان است. با این حال ، آنها با چالش هایی مانند عمر چرخه کوتاه و تشکیل دندریت های لیتیوم روبرو هستند.
چالش های سازگاری
هنگامی که صحبت از سازگاری قطعات قاب اتومبیل برقی با شیمیایی باتری های مختلف می شود ، باید به چندین چالش رسیدگی شود.
- ابعاد فیزیکی و نصب: شیمیایی مختلف باتری ممکن است ابعاد فیزیکی و الزامات بسته بندی متفاوتی داشته باشد. به عنوان مثال ، یک باتری با استفاده از یک شیمی NMC با چگالی بالا - انرژی ممکن است در مقایسه با یک باتری LFP با همان ظرفیت جمع و جور تر باشد. قطعات قاب اتومبیل برقی باید به گونه ای طراحی شوند که بتواند این تغییرات را از نظر اندازه و شکل در خود جای دهد. نقاط نصب روی قاب باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا انواع مختلف باتری را با خیال راحت تأمین کند.
- مدیریت حرارتی: باتری ها در حین شارژ و تخلیه گرما ایجاد می کنند و مدیریت حرارتی مناسب برای اطمینان از عملکرد و طول عمر آنها بسیار مهم است. شیمیایی های مختلف باتری از خصوصیات حرارتی متفاوتی برخوردار هستند. به عنوان مثال ، باتری های LFP در مقایسه با باتری های LCO از نظر حرارتی پایدار هستند. قطعات قاب باید برای ادغام با سیستم های مدیریت حرارتی مناسب مانند صفحات خنک کننده یا مبدل های حرارتی طراحی شوند. اگر این قاب با الزامات مدیریت حرارتی یک شیمی باتری خاص سازگار نباشد ، می تواند منجر به گرمای بیش از حد ، کاهش عمر باتری و حتی خطرات ایمنی شود.
- اتصال الکتریکی: اتصالات الکتریکی بین باتری و بقیه سیستم الکتریکی وسیله نقلیه نیز یک جنبه مهم سازگاری است. شیمی درمانی مختلف باتری ممکن است دارای ولتاژ و نیازهای مختلف باشد. قطعات قاب باید برای اتصالات الکتریکی یک مسیر ایمن و قابل اعتماد فراهم کنند ، و اطمینان حاصل کنند که هیچ اتصالی سست یا مدارهای کوتاه وجود ندارد. این ممکن است شامل طراحی براکت ها یا کانال های خاص برای سیم کشی برای جلوگیری از آسیب و تداخل باشد.
فرصت هایی برای طراحان قسمت قاب
با وجود این چالش ها ، تنوع شیمی درمانی باتری نیز فرصت هایی را برای طراحان قسمت قاب برقی اتومبیل فراهم می کند.
- طراحی مدولار: یک رویکرد مدولار برای طراحی فریم می تواند راه حلی برای مسئله سازگاری باشد. با طراحی قطعات قاب که به راحتی می توانند دوباره تنظیم یا سازگار شوند ، امکان پذیر کردن شیمی درمانی مختلف باتری امکان پذیر می شود. به عنوان مثال ، یک قاب ماژولار می تواند بخش های قابل تعویض داشته باشد که می توانند متناسب با اندازه ها و شکل های مختلف باتری تنظیم شوند. این امر نه تنها سازگاری قاب را با انواع مختلف باتری افزایش می دهد بلکه امکان ارتقاء و تعمیرات آسان تر در آینده را نیز فراهم می کند.
- مواد نوآورانه و تکنیک های تولید: از مواد جدید و تکنیک های تولید می توان برای بهبود سازگاری قطعات فریم با شیمیایی مختلف باتری استفاده کرد. به عنوان مثال ، از مواد کامپوزیت سبک می توان برای کاهش وزن کلی قاب استفاده کرد و در عین حال استحکام و استحکام کافی را نیز فراهم می کند. فرآیندهای تولید پیشرفته مانند چاپ سه بعدی می تواند تولید قطعات قاب سفارشی را که برای شیمی درمانی خاص باتری بهینه شده اند ، امکان پذیر کند.
- ادغام ویژگی های ایمنی: قطعات قاب را می توان به گونه ای طراحی کرد که ویژگی های ایمنی اضافی خاصی را برای شیمیایی مختلف باتری درج کند. به عنوان مثال ، در مورد باتری های لیتیوم - گوگرد ، که بیشتر مستعد تشکیل لیتیوم دندریت هستند ، این قاب می تواند برای محافظت بیشتر در برابر مدارهای کوتاه طراحی شود. این می تواند شامل استفاده از مواد عایق یا ایجاد موانع جسمی برای جلوگیری از رشد دندریت ها باشد.
مطالعات موردی
برای نشان دادن اهمیت سازگاری بین قطعات قاب اتومبیل برقی و شیمی درمانی باتری ، بیایید به چند مورد مورد مورد بررسی بپردازیم.
- رویکرد تسلا: تسلا در خط مقدم فناوری وسایل نقلیه برقی قرار داشته است. بسته های باتری آنها از ترکیبی از شیمیایی های مختلف لیتیوم - یونی ، عمدتا NMC استفاده می کند. طراحی قاب تسلا برای قرار دادن این بسته های باتری با انرژی بالا - با چگالی بهینه شده است. این قاب یک ساختار سفت و سخت برای بسته باتری فراهم می کند و از ایمنی و ثبات آن در حین کار اطمینان می دهد. تسلا همچنین به شدت در سیستم های مدیریت حرارتی سرمایه گذاری می کند ، که برای حفظ دمای بهینه باتری ها با این قاب یکپارچه شده اند.
- خودروسازان چینی و باتری های LFP: بسیاری از خودروسازان چینی به دلیل ایمنی و هزینه - اثربخشی خود به طور فزاینده ای از باتری های LFP استفاده می کنند. این شرکت ها قاب های اتومبیل برقی خود را طراحی کرده اند تا با بسته های باتری LFP سازگار باشند. این قاب ها به گونه ای طراحی شده اند که فضای کافی برای بسته های باتری LFP کمی بزرگتر فراهم شود و با سیستم های مدیریت حرارتی مناسب یکپارچه شده اند تا از عملکرد طولانی مدت باتری ها اطمینان حاصل کنند.
نقش یک تأمین کننده قاب اتومبیل برقی
به عنوان یک تامین کننده قاب اتومبیل برقی ، نقش ما در اطمینان از سازگاری قطعات فریم با شیمیایی مختلف باتری بسیار مهم است. ما با تولید کنندگان باتری و خودروسازان از نزدیک همکاری می کنیم تا نیازهای خاص هر شیمی باتری را درک کنیم. تیم مهندسی ما تحقیق و توسعه عمق را برای طراحی قطعات قاب که می تواند این الزامات را برآورده کند ، انجام می دهد.
ما طیف گسترده ای از قطعات فریم را ارائه می دهیم ، از جملهقسمت مسکن DHTباپوشش دنده فرمانوتمحفظه موتور برقیبشر این قسمت ها با انعطاف پذیری در ذهن طراحی شده اند و امکان سازگاری آسان با انواع مختلف باتری را فراهم می کنند. ما همچنین در فن آوری های پیشرفته تولید سرمایه گذاری می کنیم تا از کیفیت بالا و دقت محصولات خود اطمینان حاصل کنیم.
پایان
سازگاری قطعات قاب اتومبیل برقی با شیمی درمانی باتری مختلف یک جنبه پیچیده اما اساسی در طراحی وسایل نقلیه برقی است. در حالی که چالش هایی مانند ابعاد فیزیکی ، مدیریت حرارتی و اتصال الکتریکی وجود دارد ، اما فرصت هایی برای طراحی قاب نوآورانه نیز وجود دارد. از آنجا که فناوری باتری همچنان در حال تحول است ، برای تأمین کنندگان قسمت قاب مانند ما بسیار مهم است که از منحنی جلو بمانند. با درک ویژگی های منحصر به فرد هر شیمی باتری و طراحی قطعات قاب که می تواند این تغییرات را در خود جای دهد ، می توانیم در توسعه وسایل نقلیه الکتریکی ایمن تر ، کارآمدتر و پایدارتر نقش داشته باشیم.
اگر در بازار قطعات قاب اتومبیل برقی با کیفیت بالا و سازگار با انواع شیمیایی باتری هستید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای تهیه و بحث های بیشتر با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم بهترین راه حل ها را برای نیازهای تولید وسایل نقلیه برقی شما ارائه دهیم.
منابع
- Arora ، P. ، & Zhang ، J. (2019). سیستم های مدیریت باتری در وسایل نقلیه برقی و ترکیبی. مطبوعات CRC.
- Goodenough ، JB ، & Kim ، Y. (2017). چالش های باتری های قابل شارژ LI. بررسی انجمن شیمیایی ، 46 (8) ، 1027 - 1040.
- Tarascon ، JM ، & Armand ، M. (2001). مسائل و چالش های پیش روی باتری های لیتیوم قابل شارژ. طبیعت ، 414 (6861) ، 359 - 367.