חומרים מרוכבים משמשים במעטפת אריזת מצברים לרכב חשמלי כדי להקל על" חרדת קילומטראז"
הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) אומרת כי על כל 100 פאונד שמכונית מפסידה, צריכת הדלק עולה 1-2%. תעשיית הרכב החשמלי (EV) מחויבת לשפר את יעילות האנרגיה ולהקל על&חרדת הקילומטראז &, מה שללא ספק מביא הזדמנויות עסקיות. מעטפת אריזת הסוללה (הידועה גם בשם חריץ, קופסה או מעטפת) של רכב חשמלי משמשת בעיקר לאריזה והגנה על הסוללה. הם שונים בצורתם ובגודלם, ובדיוק כמו חלקי רכב אחרים, יש להם מגוון אפשרויות בחומרים, והתחרות בין חומרים שונים היא עזה. אלומיניום ופלדה הם החומרים המסורתיים לאריזת סוללות. עם זאת, חומרים מרוכבים יכולים לספק חלופות טובות יותר, מה שישפר מאוד את ביצועי הרכבים החשמליים.
בעיה קשה
כיום, הפופולריות הגדולה של כלי רכב חשמליים מוטרדת מחרדת קילומטראז, מכיוון שאנשים חוששים שמרחק הנהיגה אינו ארוך מספיק לאחר טעינה אחת. על מנת להקל על חרדת קילומטראז, אין ספק שאנשים זקוקים לרכבים חשמליים בטוחים, קלים וחסכוניים. על מנת שרכבים חשמליים ישיגו מטרה זו בשוק, רכיביהם חייבים להיות בעלי מאפיינים אלה גם כן. אם רכיב יכול להיות עשוי מחומרים קלים יותר מבלי לפגוע בבטיחותו ובפונקציונליות שלו, הוא ללא ספק בחירה נבונה עבור מעצבים ומסנני חומרים של יצרני ציוד מקורי (ספקי OEM) וספקי מערכות.
במובנים מסוימים, החלפת חומרי מתכת בחומרים מרוכבים יכולה לא רק להשוות עם הפונקציונאליות של העבר, אלא אפילו להתעלות על הביצועים הקודמים, מכיוון שחומרים מרוכבים מביאים יתרונות נוספים. דוגמה טובה היא מעטפת אריזת הסוללות של כלי רכב חשמליים, מכיוון שחומרים מרוכבים יכולים להפחית משקל, לשפר בידוד תרמי, להפחית רעש, להפחית רעידות ולהפחית את חספוס הקול והרטט. בואו' נבחן מקרוב את כל ההיבטים של תכונות מורכבות:
הפחת משקל
ניתן לומר שגורם המניע העיקרי לבחירת חומרים מרוכבים הוא הפחתת משקל גוף המכונית. אם מעטפת הסוללה עשויה 100% חומרים מרוכבים במקום אלומיניום, ניתן להפחית את משקל גוף המכונית עד 40%. חבילת הסוללות העשויה מחומרים מרוכבים היא קלה במשקל, דבר המשפיע לטובה על עיצוב הרכב. מכיוון שמשקל גוף המכונית מופחת עקב גורם תיבת הסוללה, הסוללה הנדרשת וגודל המנוע יפחתו בעת גרירת רכב קל יותר. השפעה ספירלית חיובית זו יכולה להפחית את עלות הרכב וחרדת הקילומטרים, ולעזור לקדם את השימוש בקנה מידה גדול ברכבים חשמליים.
בידוד חום
בנוסף לאופיו הקל של החומר המורכב, הוא גם נמנע מהצורך במערכות בידוד נפרדות, מה שמוריד עוד יותר את משקל גוף המכונית ומסייע לייעל את שרשרת האספקה ושרשרת הערך. עבור מעטפת אריזת סוללות המתכת, יש להתקין את מערכת הבידוד התרמי סביב החומר כדי לשמור על טמפרטורת העבודה של הסוללה. מכיוון שלחומר המורכב יש את המאפיינים של בידוד חום, יש לו השפעה טובה במניעת העברת חום, כך שאין צורך להוסיף עוד רכיבים עם משקל נוסף במערכת.
רעש, רעידות וחספוס
למרות שזה אינו גורם מפתח הקשור לבטיחות, רכבים בעלי רעש נמוך עשויים יותר מבחינה מסחרית. רעש, רעידות וחספוס אקוסטי של ויברו (NVH) הם תוצאה של רטט או רעש, שיתפשטו ויסתלקו דרך הקול בתא הנוסעים. בהשוואה לחומרי מתכת, רעש, רעידות וחספוס הרטט האקוסטי (NVH) של חומרים מרוכבים קטנים יותר בגלל מאפייני השיכוך הטבועים בהם. זה נכון לגבי חבילות מצברים ורכיבי רכב אחרים, וההבדל בין השניים עשוי לגרום לכך שמבחינת חווית הנהיגה, האחד יוקרתי ונוח יותר, ואילו השני פחות נוח.
בְּטִיחוּת
מנקודת מבט של גוף גדול יותר, ניתן לעצב את מעטפת הסוללה המורכבת כחלק ממבנה הגוף, אשר יכול לא רק להגן על הסוללה, אלא גם להגן על הנוסעים ברכב. תכונות החוזק והנוקשות של חומרים מרוכבים עולים על אלה של אלומיניום או פלדה, שיכולים לספק בטיחות קריסה טובה יותר. שילוב זה ידרוש שיתוף פעולה הדוק בין ספקי חבילות המצברים למעצבי השלדה, אך ניתן לשפר את בטיחות הרכב.
דפוס בולט
ייצור בקנה מידה גדול מאוד חשוב כדי להפחית את העלות הכוללת. ניתן להשתמש בשיטות ייצור מתמשכות, כגון pultrusion, לייצור רכיבי סוללות לרכבים חשמליים. בהשוואה לשיטות ייצור מורכבות אחרות, תהליך pultrusion מאפשר ליצרנים מרוכבים למלא עוד סיבים באותו חתך, שיכול לייצר חלקים חזקים יותר אך קלים יותר.
זכור, סיבים הם החלק הנושא את עומס החומר. תוך שיתוף פעולה הדוק עם יצרנים מרוכבים, ניתן לתכנן במדויק את תכולת הסיבים והסידור כדי להשיג את המאפיינים הטובים ביותר של יחס המשקל לחוזק.
כיצד יתפתח בעתיד?
אם, כפי שחזה הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA), יצרני הציוד המקורי (יצרני OEM) יכולים לקבל החזרות יעילות אנרגטית מקלילות הרכב, אז אין ספק שהרכבים ישחקו תפקיד. תפקידו הוא לא רק להפחית ממשקל הרכב, אלא גם לשפר את בטיחות התאונה, לשפר את הביצועים הדינאמיים וחווית הנהיגה של הרכב ולשפר את חוזקו הכללי של הרכב. חרדת הקילומטראז 'היא עדיין אחת מבעיות המפתח שעליה על תעשיית הרכב החשמלי להתגבר. התחשבות בבחירת החומרים שאינם חומרי מעטפת הסוללה המסורתיים היא שלב חשוב להפחתת משקל גוף המכונית ולשיפור צריכת הדלק.
מקור: יונג
