電気自動車用バッテリーパックエンクロージャの進化

 

世界の新エネルギー車市場の急速な成長に伴い、その中核部品であるバッテリー技術が広く注目されています。特に、バッテリーシェルの材料選択と製造プロセスは、電気自動車の安全性、効率、費用対効果を向上させる上で非常に重要です。この記事では、いくつかの先進的な技術について詳しく説明します。バッテリーアルミシェル顧客に包括的な技術サポートとアプリケーションの提案を提供することを目的としたソリューションです。

 

 

電気自動車 (EV) で最も重要なコンポーネントの 1 つは、衝突や火災の際にバッテリーを乾燥した状態に保ち、安全を確保するコンポーネントであると言えます。このコンポーネントを表す用語には、ハウジング、ケース、トレイ、ボックス、エンクロージャなどさまざまなものがあります。現在、バッテリー パックのハウジングに使用されている材料には、スチール、アルミニウム、プラスチック複合材などがあります。

 

当然のことながら、完了EVバッテリーパック非常に重く、通常、車両総重量の約 40% を占めます。バッテリー パックのコンポーネント (セルとモジュール、熱管理、バッテリー管理システム BMS、セパレーターなど) を考慮すると、これらも非常に高価で、車両価格の最大 50% を占めるのも当然です。

 

そのため、EV での使用中および使用後の両方でバッテリーを慎重に取り扱う必要があります。EV の動力バッテリーは、耐用年数が終了した後も、リサイクルや二次利用など、世界に多くの価値を提供できるため、リサイクルのために簡単に分解できる必要があります。

 

 

 

取り外し可能

 

現在のバッテリーエンクロージャ設計戦略の鍵となるのは、取り外しやすさ、火災および熱暴走からの保護、衝突性能、リサイクル性です。しかし、EV バッテリー市場は急速に進化しており、バッテリーの化学組成、バッテリーのパッケージ形式 (ソフトパック、円筒形、角柱形)、バッテリー技術が頻繁に変更され、固体バッテリー技術の登場も近づいています。これらすべてが EV バッテリーエンクロージャに影響を与えます。

 

これからわか​​るように、車両アーキテクチャにおけるバッテリーエンクロージャの役割は進化しており、構造要件が増大しています。その結果、材料の入手可能性、接合技術、適合性要件に関する疑問が生じています。

 

現在、電気自動車の約 80% はアルミニウム製のバッテリー エンクロージャを使用しており、残りは主にスチール製ですが、新しい熱可塑性ソリューションは、金属ソリューションに代わる軽量で革新的な代替手段を提供します。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

バッテリーパックシェルの材質選択

 

バッテリーエンクロージャの分野では、スチールとアルミニウムの長年の論争が続いており、各サプライヤーは、どちらが適しているかを主張しています。スチールメーカーは、強度、成形性、修理性、コスト効率の高さ、そして製造時に他の材料よりも炭素強度が低いという利点を宣伝しています。

 

プラスチックソリューションは、重量を減らし、コストを下げ、安全性を向上させ、リサイクル性や CO2 排出量の点で環境への影響を鉄鋼やアルミニウムよりも少なくすることができます。

 

SABIC は、ホンダ CR-V プラグイン ハイブリッド用の熱可塑性バッテリー ハウジングでエジソン賞を受賞しました。6kg の射出成形ポリプロピレン グラスファイバー樹脂ソリューションは、1.6m x 1m の大型部品で、厚さは 2mm です。これにより、断熱材付きのスチール ソリューションと比較して、重量が 10%、コストが 10% 削減されました。

 

バッテリーパックハウジング

 

バッテリーハウジングは単なる箱ではなく、その役割と性能要件によって創造性と革新的なエンジニアリングの機会が生まれる、大きな構造上の安全コンポーネントです。

 

材料サプライヤーにとって、これはマルチパーツ統合 (MPI) プログラムに反映されており、1 つの LWB (レーザー溶接ブランク) からスタンプされた複数の部品を 1 つのホットスタンプ部品に順番に組み合わせることで、必要な接合操作を削減します。

バッテリーはボディインホワイト（BIW）に統合され、自動車メーカーとティア1シャーシサプライヤーは、シャーシまたはBIW部門とバッテリー部門を同じエンジニアリングセンターに統合して将来の自動車を設計し始めています。これは鉄鋼業界にとって脅威であると同時にチャンスでもあります。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

熱暴走防止

 

EV バッテリーの主な懸念事項は熱管理と熱暴走からの保護であり、ここで熱可塑性プラスチックが活躍します。

安全機関 UL Solutions は、鋼鉄バッテリー パック内の 25 個の円筒形セル (18650) を含む材料を熱暴走させる、UL 2596 (「バッテリー エンクロージャ材料の熱的および機械的特性のテスト方法」) と呼ばれる新しい厳格な熱暴走テストを開発しました。

 

SABIC の熱可塑性材料の特性は、このテストで、材料のサンプルを 5 分以上摂氏 1000- 度の炎にさらした場合、バッテリー パックの側面の温度が摂氏 200 度未満になり、アルミニウムやスチールの筐体に必要な断熱ブランケットが不要になることです。

 

これは、SABIC が開発した熱可塑性材料が、火に触れると焦げ始め、時間の経過とともに膨張するからです。つまり、熱可塑性材料のユニークな特性である熱伝導性がないということです。しばらくすると、亀の甲羅のように機能し、火や熱伝導に対する保護層になります。標準的なプラスチックはこのテストに合格しませんが、ミリメートル厚のプラスチックは毎回合格しています。さらに、熱可塑性シェルを成形することで創造性が生まれ、材料の汎用性が向上します。

 

持続可能な

 

ただし、バッテリー パックを構造部品として開発することは、持続可能な生産、部品のライフ サイクル、循環性など、他の側面に大きな影響を与えます。

 

ほとんどの自動車メーカーは修理のしやすさを重視しているため、バッテリーハウジングは通常、アクセス可能で、取り外し可能、交換可能です。しかし、彼はまた、修理のしやすさが現在不足していることも認めています。ほとんどのディーラーはバッテリーを修理せず、OEM または他の指定された第三者に送り返して処理します。電気自動車のバッテリーに関しては、持続可能な輸送を追求する上で、修理のしやすさはリサイクル可能性と同じくらい重要であり、リサイクル可能性よりもはるかに効率的です。

 

電気自動車用バッテリー技術の急速な発展は、消費者にとって朗報です。また、自動車メーカーやサプライヤーにとって刺激的な機会と課題をもたらします。

 

 

全体、バッテリーアルミシェル新エネルギー自動車動力電池システムの重要な構成部品であるアルミケースは、軽量、安全性、製造効率の面で大きな利点を持っています。将来的には、技術の継続的な進歩と市場需要の継続的な成長に伴い、バッテリーアルミケースソリューションは新エネルギー業界でさらに重要な役割を果たすでしょう。企業は業界の動向に積極的に注目し、市場の機会を捉え、ますます激化する市場競争に対処するために競争力を継続的に向上させる必要があります。