钢制保护罩:用于电动汽车的轻量化selectrify电池外壳

2020-6-23 09:36 575 0 来自: 汽车材料网
简介
【汽车轻量化在线】电池是电动汽车的核心关键部件。电动汽车研究工作者已经把注意力集中在电动车的电池,并且寻找理想的材料来保护电池。而钢铁是批量生产中最经济和可持续的电池外壳材料。一、电池外壳必须满足的条 ...

汽车轻量化在线电池是电动汽车的核心关键部件。电动汽车研究工作者已经把注意力集中在电动车的电池,并且寻找理想的材料来保护电池。而钢铁是批量生产中最经济和可持续的电池外壳材料。

一、电池外壳必须满足的条件

电池外壳的主要任务是保护电池模块。它们是驱动系统和结构元件之间的接口,因此是电动汽车中最重要的组件之一。为了确保有效的保护,它必须足够稳定,以在发生事故时保护电池模块不受损坏。内置的冷却系统还可以防止电池模块过热。最后,尽管受到环境影响,电池外壳必须具有极强的抗腐蚀能力,才能保护电池可以正常使用多年。

二、钢制外壳减少电池外壳整个生产链中的CO2排放

电动汽车行业的最大挑战之一是以持续不断的可持续发展和环保友好的方式进行生产。的确,电动汽车运行不再需要化石燃料。但是,二氧化碳的排放正在从使用转移到生产。而电池模块及其外壳在这方面起着关键作用。

详细的生命周期分析研究结果推荐使用钢材作为电动汽车电池外壳的可持续材料。与铝相比,钢铁成本更低、强度更高,此外,钢铁在生产阶段对环境产生的影响要比铝小得多,与铝制电池盒相比,钢制电池盒生产减少了多达三分之二的温室气体排放。

三、selectrify®钢制电池外壳

蒂森克虏伯钢铁公司欧洲的研发团队一直在努力为电动交通的未来问题寻找解决方案。未来,蒂森克虏伯钢铁欧洲将以selectrify®计划的名义,整合其高水平的电动交通材料和应用专业知识,包括轻量化汽车结构解决方案、高度稳定和安全的电池外壳以及由电工钢制成的高效驱动电机及充电桩等。

帕特里克·特劳卡(PAtrick Tlauka)是蒂森克虏伯钢铁公司selectrify®计划的项目经理,他认为超高强度钢材在电动汽车上的使用具有巨大潜力。作为selectrify®计划的一部分,蒂森克虏伯钢铁公司开发了一种由高强钢制成的电池外壳。除了轻量化和碰撞安全,该电池外壳在防火、电磁兼容性和成本效益方面具有显著优势,可以为电动汽车最敏感和最昂贵的组件——电池提供极佳的安全防护。

1. 碰撞安全

Patrick Tlauka说"采用钢材料进行不同设计,我们能够满足广泛的性能要求。能够提供吸收非常高反作用力且几乎不变形的结构概念,也还可以提供具有可吸收冲击能量的缓冲区的软结构概念。"

钢制保护罩:用于电动汽车的selectrify®电池外壳 
钢制保护罩:用于电动汽车的selectrify®电池外壳

 

selectrify®电池外壳采用蒂森克虏伯最新开发的钢材设计。蒂森克虏伯的高品质钢铁电池外壳几乎和铝制电池外壳重量一样轻。在减轻车辆重量之余,采用高强度钢制造的多腔室结构的 selectrify®电池外壳在侧面碰撞中能够承受非常高的载荷,即使汽车的底盘与异物碰撞,电池外壳也难以变形。

2. 防火

坚固耐用的电池外壳绝不仅仅是用于保护电池本身。电池单元的损坏会引起火灾,也可能对乘员造成危险。当今的锂离子电池功能强大,但也经常出现热失控着火现象。铝制电池外壳不能很好地抵抗火焰和高温。在防火测试中,材料仅在30秒后就会坍塌。但是,在紧急情况下,每一秒都是至关重要的。很好的是,即使在电池着火的情况下,钢制电池外壳也能保持远低于其熔点的水平,并能安全地保护乘员。

selectrify®电池外壳由高强度钢制成,可确保对电池模块进行全面保护,以防碰撞影响。此保护功能可防止电池起火。在紧急情况下,selectrify®电池外壳提供了几分钟营救时间-这对驾驶员和乘客来说至关重要

钢制保护罩:用于电动汽车的selectrify®电池外壳

Safe, cost-efficient and sustainable: With the selectrify battery housing, we are taking electric mobility one step further.

3. 降低生产成本

另一个优点是成本低。为了进行分析,假设在七年内每年生产20万辆汽车。计算中包括了材料和生产成本以及零件制造、白车身生产、泄漏测试和腐蚀防护成本的数据。结果显示:selectrify®钢制的电池外壳比铝制的外壳节省了50%的成本。

"仅在材料方面,我们就具有很高的成本优势",帕特里克·特劳卡(Patrick Tlauka)将铝制成的电池外壳与selectrify®电池外壳进行了比较:"对于相同的重量,铝的成本是钢的三倍"。

4. 展望

钢制保护罩:用于电动汽车的selectrify®电池外壳

Electric cars have a big development ahead of them: Our exPErts at thyssenkrUPp Steel are helping to shape the electric mobility of tomorrow.

高强度钢是稳定的,可以生产出非常薄的壁。这对于电动汽车是决定性的优势,因为如果电池外壳占用的空间较小,则可以给电池提供更大空间。"对于电动汽车而言,更大的电池意味着更大的续航里程," Tlauka解释道。"电池外壳的薄壁,轻巧和紧凑的设计能够满足许多最终用户的里程焦虑"。

selectrify®电池外壳可显着提高电动汽车的防火安全性,生产成本可降低多达50%,并且产生的二氧化碳排放量仅为铝制电池外壳的一半左右。采取这一具有前瞻性的技术为电动汽车制造商改善电动汽车的续航里程和安全性铺平了道路。

作者:汽车材料网翻译整理


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