Sự phát triển của vỏ pin xe điện

 

Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường xe năng lượng mới toàn cầu, công nghệ pin, với tư cách là thành phần cốt lõi, đã nhận được sự quan tâm rộng rãi. Đặc biệt, việc lựa chọn vật liệu và quy trình sản xuất vỏ pin có ý nghĩa to lớn trong việc cải thiện tính an toàn, hiệu quả và hiệu quả về chi phí của xe điện. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết một sốvỏ pin nhômgiải pháp, nhằm cung cấp cho khách hàng hỗ trợ kỹ thuật toàn diện và các đề xuất ứng dụng.

 

 

Có thể nói một trong những thành phần quan trọng nhất trong xe điện (EV) là thành phần giữ cho pin khô, an toàn và chắc chắn trong trường hợp xảy ra va chạm hoặc hỏa hoạn. Có nhiều thuật ngữ được sử dụng để mô tả thành phần này: vỏ, vỏ bọc, khay, hộp và vỏ bọc; các vật liệu hiện đang được sử dụng cho vỏ bộ pin bao gồm thép, nhôm và nhựa composite.

 

Không có gì ngạc nhiên, hoàn thànhBộ pin EVkhá nặng, thường chiếm khoảng 40% tổng trọng lượng của xe; khi bạn xem xét các thành phần của một bộ pin (cell và mô-đun, quản lý nhiệt, hệ thống quản lý pin BMS, bộ tách, v.v.), bạn có thể dễ dàng thấy lý do tại sao chúng cũng rất đắt, tổng cộng lên tới 50% giá trị của xe.

 

Đây là lý do tại sao pin cần được xử lý cẩn thận cả trong khi sử dụng và sau khi sử dụng trong xe điện; khi pin điện trong xe điện hết tuổi thọ, nó vẫn có thể cung cấp nhiều lợi ích cho thế giới, thông qua tái chế hoặc sử dụng lại, do đó pin điện cần được tháo rời dễ dàng để tái chế.

 

 

 

Có thể tháo rời

 

Chìa khóa cho các chiến lược thiết kế vỏ pin hiện tại là khả năng tháo rời, bảo vệ chống cháy và nhiệt, hiệu suất va chạm và khả năng tái chế. Tuy nhiên, thị trường pin EV đang phát triển nhanh chóng, với những thay đổi thường xuyên về hóa học pin, định dạng đóng gói pin (gói mềm, hình trụ, hình lăng trụ) và công nghệ pin, và sự xuất hiện của công nghệ pin thể rắn đang đến gần hơn. Tất cả những điều này đều tác động đến vỏ pin EV.

 

Như chúng ta sẽ thấy, vai trò của vỏ pin trong kiến ​​trúc xe đang thay đổi, làm tăng các yêu cầu về cấu trúc, từ đó đặt ra câu hỏi về tính khả dụng của vật liệu, kỹ thuật ghép nối và các yêu cầu về tính phù hợp.

 

Khoảng 80% xe điện hiện nay sử dụng vỏ pin nhôm, phần còn lại chủ yếu là thép, nhưng các giải pháp nhiệt dẻo mới cung cấp giải pháp thay thế nhẹ và sáng tạo cho các giải pháp kim loại.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lựa chọn vật liệu vỏ pin

 

Cuộc tranh luận lâu đời giữa thép và nhôm vẫn tiếp tục trong lĩnh vực vỏ pin, với mỗi nhà cung cấp đều tuyên bố phù hợp hơn nhà cung cấp kia. Các nhà sản xuất thép quảng cáo những ưu điểm của họ về độ bền cao, khả năng định hình và khả năng sửa chữa, cũng như hiệu quả về chi phí và họ yêu cầu ít cường độ carbon hơn các vật liệu khác trong quá trình sản xuất.

 

Các giải pháp về nhựa có thể giảm trọng lượng, giảm chi phí, cải thiện độ an toàn và có tác động thấp hơn đến môi trường về khả năng tái chế cũng như lượng khí thải CO2 thấp hơn so với thép hoặc nhôm.

 

SABIC đã nhận được Giải thưởng Edison cho vỏ pin nhiệt dẻo dành cho xe hybrid cắm điện Honda CR-V. Dung dịch nhựa sợi thủy tinh polypropylene đúc phun nặng 6kg, một bộ phận lớn có kích thước 1,6mx 1m và dày 2mm, giúp Honda tiết kiệm 10% trọng lượng và 10% chi phí so với giải pháp thép có lớp cách nhiệt.

 

Vỏ pin

 

Vỏ pin không chỉ là một chiếc hộp đơn giản, nó là một thành phần an toàn cấu trúc lớn có vai trò và yêu cầu về hiệu suất tạo ra cơ hội cho sự sáng tạo và kỹ thuật đổi mới.

 

Đối với nhà cung cấp vật liệu, điều này được phản ánh trong chương trình Tích hợp nhiều bộ phận (MPI), kết hợp nhiều bộ phận được dập từ một LWB (phôi hàn bằng laser) thành một bộ phận dập nóng theo trình tự, giúp giảm các thao tác ghép nối cần thiết.

Pin sẽ được tích hợp vào thân xe (BIW), và các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp khung gầm Tier 1 đang bắt đầu đưa các bộ phận khung gầm hoặc BIW của họ lại với các bộ phận pin của họ trong cùng một trung tâm kỹ thuật để thiết kế các phương tiện trong tương lai. Đây vừa là mối đe dọa vừa là cơ hội cho ngành công nghiệp thép.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bảo vệ chống mất nhiệt

 

Một vấn đề quan trọng cần quan tâm đối với pin EV là quản lý nhiệt và bảo vệ khỏi sự mất kiểm soát nhiệt, và đây chính là lúc nhựa nhiệt dẻo phát huy tác dụng.

Tổ chức an toàn UL Solutions đã phát triển một thử nghiệm kiểm tra nhiệt độ đột ngột mới có tên là UL 2596 ("Phương pháp kiểm tra tính chất nhiệt và cơ học của vật liệu vỏ pin"), thử nghiệm này sẽ kiểm tra vật liệu có bị nhiệt độ đột ngột hay không, bao gồm 25 cell hình trụ (18650) trong một bộ pin bằng thép.

 

Tính chất của vật liệu nhiệt dẻo của SABIC là trong thử nghiệm này, khi một mẫu vật liệu được tiếp xúc với ngọn lửa 1000- độ C trong hơn năm phút, nhiệt độ ở mặt bên của bộ pin sẽ thấp hơn 200 độ C mà không cần đến chăn nhiệt như vỏ nhôm và thép.

 

Điều này là do vật liệu nhiệt dẻo do SABIC phát triển bắt đầu cháy thành than khi gặp lửa và giãn nở theo thời gian. Điều này có nghĩa là nó không truyền nhiệt, đây là một đặc tính độc đáo của vật liệu nhiệt dẻo. Sau một thời gian, nó hoạt động giống như mai rùa, trở thành lớp bảo vệ chống cháy và truyền nhiệt. Nhựa tiêu chuẩn không vượt qua được bài kiểm tra này, nhưng nhựa có độ dày milimét luôn vượt qua. Ngoài ra, việc đúc vỏ nhiệt dẻo cho phép sáng tạo và tăng tính linh hoạt của vật liệu.

 

Bền vững

 

Tuy nhiên, việc phát triển bộ pin như một thành phần cấu trúc có ý nghĩa quan trọng đối với các khía cạnh khác, đặc biệt là đối với sản xuất bền vững, vòng đời linh kiện và tính tuần hoàn.

 

Hầu hết các nhà sản xuất ô tô đều coi trọng khả năng sửa chữa, vì vậy vỏ pin thường có thể tiếp cận, tháo rời và thay thế được. Nhưng ông cũng thừa nhận rằng khả năng sửa chữa hiện đang thiếu. Hầu hết các đại lý sẽ không sửa chữa pin mà gửi lại cho OEM hoặc các bên thứ ba được chỉ định khác để xử lý. Khi nói đến pin xe điện, khả năng sửa chữa ít nhất cũng quan trọng như khả năng tái chế trong việc theo đuổi phương tiện giao thông bền vững và hiệu quả hơn nhiều so với khả năng tái chế.

 

Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ pin xe điện là tin tốt cho người tiêu dùng. Nó cũng mang lại những cơ hội và thách thức thú vị cho các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp.

 

 

Tổng thể,vỏ pin nhôm, là một thành phần quan trọng của hệ thống pin năng lượng xe năng lượng mới, có những ưu điểm đáng kể về trọng lượng nhẹ, an toàn và hiệu quả sản xuất. Trong tương lai, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và nhu cầu thị trường không ngừng tăng trưởng, các giải pháp vỏ nhôm pin sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong ngành năng lượng mới. Các doanh nghiệp nên chủ động chú ý đến xu hướng của ngành, nắm bắt cơ hội thị trường và liên tục nâng cao khả năng cạnh tranh của mình để ứng phó với sự cạnh tranh ngày càng khốc liệt của thị trường.