تُستخدم المواد المركبة في أغلفة تغليف بطاريات السيارات الكهربائية لتخفيف&مثل ؛ القلق من الأميال&مثل ؛
تقول وكالة حماية البيئة (EPA) أنه مقابل كل 100 رطل تخسرها السيارة ، يزداد الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة 1-2٪. تلتزم صناعة السيارات الكهربائية (EV) بتحسين كفاءة الطاقة والتخفيف من&مثل ؛ القلق من الأميال&مثل ؛ والذي يجلب بلا شك فرص عمل. يتم استخدام غلاف تغليف البطارية (المعروف أيضًا باسم فتحة البطارية أو الصندوق أو الغلاف) للسيارة الكهربائية بشكل أساسي لتغليف البطارية وحمايتها. إنها مختلفة في الشكل والحجم ، ومثل قطع غيار السيارات الأخرى ، لديها مجموعة متنوعة من الخيارات من حيث المواد ، والمنافسة بين المواد المختلفة شرسة. الألمنيوم والفولاذ من المواد التقليدية لتغليف البطاريات. ومع ذلك ، يمكن أن توفر المواد المركبة بدائل أفضل ، والتي ستحسن بشكل كبير من أداء المركبات الكهربائية.
مشكلة صعبة
في الوقت الحالي ، تعاني شعبية السيارات الكهربائية على نطاق واسع من القلق من الأميال ، لأن الناس قلقون من أن مسافة القيادة ليست طويلة بما يكفي بعد الشحن مرة واحدة. من أجل التخفيف من قلق الأميال ، ليس هناك شك في أن الناس بحاجة إلى سيارات كهربائية آمنة وخفيفة وفعالة من حيث التكلفة. لكي تحقق السيارات الكهربائية هذا الهدف في السوق ، يجب أن تتمتع مكوناتها أيضًا بهذه الخصائص. إذا كان من الممكن صنع مكون من مواد أخف وزنًا دون التأثير على سلامته ووظائفه ، فإنه بلا شك اختيار حكيم للمصممين وفاحصي المواد لمصنعي المعدات الأصلية (OEMs) وموردي النظام.
في بعض النواحي ، لا يمكن مقارنة استبدال المواد المعدنية بالمواد المركبة بوظائف الماضي فحسب ، بل يتجاوز الأداء السابق ، لأن المواد المركبة تجلب مزايا إضافية. وخير مثال على ذلك هو غلاف تغليف البطاريات للسيارات الكهربائية ، لأن المواد المركبة يمكن أن تقلل الوزن ، وتحسن العزل الحراري ، وتقلل الضوضاء ، وتقلل الاهتزازات ، وتقلل من خشونة الصوت والاهتزاز. دع&# 39 ؛ نلقي نظرة فاحصة على جميع جوانب الميزات المركبة:
خفض الوزن
يمكن القول أن العامل الرئيسي لاختيار المواد المركبة هو تقليل وزن جسم السيارة. إذا كان غلاف البطارية مصنوعًا من مواد مركبة بنسبة 100٪ بدلاً من الألومنيوم ، فيمكن تقليل وزن جسم السيارة بنسبة تصل إلى 40٪. حزمة البطارية المصنوعة من المواد المركبة خفيفة الوزن ، مما يؤثر بشكل إيجابي على تصميم السيارة. نظرًا لانخفاض وزن جسم السيارة بسبب عامل صندوق البطارية ، سيتم تقليل حجم البطارية والمحرك المطلوبين عند سحب سيارة أخف وزنًا. يمكن أن يقلل هذا التأثير اللولبي الإيجابي من تكلفة السيارة والقلق من الأميال ، ويساعد على تعزيز الاستخدام الواسع النطاق للسيارات الكهربائية.
عزل حراري
بالإضافة إلى الطبيعة خفيفة الوزن للمادة المركبة ، فإنها تتجنب أيضًا الحاجة إلى أنظمة عزل منفصلة ، مما يقلل بشكل أكبر من وزن جسم السيارة ويساعد على تبسيط سلسلة التوريد وسلسلة القيمة. بالنسبة لغلاف تغليف البطارية المعدني ، يجب تثبيت نظام العزل الحراري حول المادة للحفاظ على درجة حرارة عمل البطارية. نظرًا لأن المادة المركبة لها خصائص العزل الحراري ، فإن لها تأثيرًا جيدًا في منع انتقال الحرارة ، لذلك ليست هناك حاجة لإضافة المزيد من المكونات ذات الوزن الإضافي في النظام.
الضوضاء والاهتزاز والخشونة
على الرغم من أنها ليست عاملاً رئيسياً يتعلق بالسلامة ، إلا أن المركبات منخفضة الضوضاء أكثر جدوى من الناحية التجارية. الضوضاء والاهتزاز والخشونة الصوتية الاهتزازية (NVH) هي نتائج الاهتزاز أو الضوضاء ، والتي ستنتشر وتتباعد من خلال الصوت في الكابينة. بالمقارنة مع المواد المعدنية ، تكون الضوضاء والاهتزاز وخشونة الاهتزاز الصوتي (NVH) للمواد المركبة أصغر نظرًا لخصائص التخميد المتأصلة فيها. ينطبق هذا على مجموعات البطاريات ومكونات السيارة الأخرى ، وقد يعني الاختلاف بين الاثنين أنه من حيث تجربة القيادة ، يكون أحدهما أكثر فخامة وراحة ، والآخر أقل راحة.
أمان
من منظور جسم أكبر ، يمكن تصميم غلاف البطارية المركب كجزء من هيكل الجسم ، والذي لا يمكنه حماية البطارية فحسب ، بل يمكنه أيضًا حماية الركاب في السيارة. تتعدى خصائص القوة والصلابة للمواد المركبة تلك الخاصة بالألمنيوم أو الفولاذ ، والتي يمكن أن توفر أمانًا أفضل عند التصادم. سيتطلب هذا المزيج تعاونًا وثيقًا بين موردي حزم البطاريات ومصممي الهيكل ، ولكن من الممكن تحسين سلامة المركبات.
صب بولتروسيون
الإنتاج على نطاق واسع مهم جدًا لتقليل التكلفة الإجمالية. يمكن استخدام طرق التصنيع المستمرة ، مثل pultrusion ، لإنتاج مكونات حزمة بطارية للسيارات الكهربائية. بالمقارنة مع طرق تصنيع المركبات الأخرى ، فإن عملية pultrusion تمكن مصنعي المواد المركبة من تعبئة المزيد من الألياف في نفس المقطع العرضي ، والتي يمكن أن تنتج أجزاء أقوى ولكن أخف وزنًا.
تذكر أن الألياف هي الجزء الذي يحمل حمولة المادة. من خلال العمل عن كثب مع الشركات المصنعة للمركبات ، يمكن تصميم محتوى الألياف وترتيبها بدقة لتحقيق أفضل خصائص نسبة الوزن إلى القوة.
كيف ستتطور في المستقبل؟
إذا كان بإمكان الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) ، كما تنبأت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) ، الحصول على عوائد كفاءة الطاقة من وزن السيارة الخفيف ، فإن المركبات ستلعب دورًا بلا شك. وظيفتها لا تقتصر فقط على تقليل وزن السيارة ، ولكن أيضًا لتحسين سلامة التصادم ، وتعزيز الأداء الديناميكي وتجربة القيادة للمركبة ، وتحسين القوة الكلية للسيارة. لا يزال القلق من الأميال يمثل أحد المشاكل الرئيسية التي يجب على صناعة السيارات الكهربائية التغلب عليها. يعد التفكير في اختيار المواد بخلاف مواد غلاف البطارية التقليدية خطوة مهمة لتقليل وزن جسم السيارة وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود.
المصدر: جونغ
