Jan 10,2026
0
Obecná řešení prostě nestačí, pokud jde o řešení náročných integračních problémů v platformách elektromobilů, a proto se dnes mnoho výrobců originálních zařízení (OEM) obrací na speciálně navržené bateriové boxy. Každé vozidlo má také své vlastní jedinečné požadavky. Zamyslete se například nad tvarem rámu, rozložením hmotnosti na správná místa nebo klíčovými oblastmi, které musí pohltit náraz při kolizi. Všechno to znamená, že ochranné pouzdra musí splňovat extrémně přesné specifikace, měřené až na milimetr. Běžné sériově vyráběné pouzdra prostě nevyhovují společnostem, které používají vlastní speciální bateriové články nebo se snaží zlepšit ochranu proti nebezpečnému přehřívání, jež by mohlo později vést k vážným problémům.
Přizpůsobení umožňuje výrobcům originálních zařízení (OEM):
Pokud jde o řízení tepla v elektronických systémech, neexistuje žádné univerzální řešení, které by vyhovovalo všem případům. Systémy chlazené vzduchem vyžadují velmi specifické proudové dráhy vzduchu, aby fungovaly správně, zatímco systémy chlazené ponořením potřebují zcela utěsněné nádoby, které se prostě do standardních konstrukcí nevejdou. Právní předpisy situaci dnes ještě ztěžují. Vezměme si například crash-testy podle normy UN GTR 20: ukazují, že běžné komerčně dostupné pouzdra se při nehodách pod vlivem zrychlení kolem 40G často rozpadnou. Komponenty vyrobené na zakázku odolávají nárazům mnohem lépe, protože jsou navrženy s předem určenými deformovatelnými oblastmi, které se namísto náhlého lámání postupně deformují. Výrobci, kteří vynechají řádnou individualizaci, se často později potýkají s nákladnými stahováními výrobků z trhu – buď kvůli problémům s přehříváním, které se šíří celým systémem, nebo kvůli neschopnosti udržet slibovanou úroveň odolnosti proti prachu a vodě.
Modulární bateriové krabice umožňují automobilovým výrobcům standardizovat součásti, které potřebují opakovaně, ale zároveň mohou podle potřeby škálovat napětí v rozmezí od 400 V do 800 V. Návrh obvykle zahrnuje svařování hliníkových nebo kompozitních dílů do sebe pomocí silných laserových svárů, které vydrží i po nehodách. Když firmy oddělí napětí-specifické části od hlavní konstrukce karoserie, údajně ušetří přibližně 30 % vývojové práce a zkrátí dobu uvedení produktů na trh – podle průmyslových zpráv. Skutečnou univerzálnost tohoto systému zajišťuje jeho kompatibilita s různými typy bateriových článků, například s články tvaru kvádru (prismatické) nebo s vakovými bateriemi (pouch). Tato flexibilita však neznamená žádné kompromisy v pevnosti ani ve stupni ochrany proti vodě, protože tyto moduly splňují certifikace IP67 a IP6K9K pro odolnost proti prachu a vodě.
Bateriové boxy navržené pro účinnost údržby jsou vybaveny snadno přístupnými kryty, které lze otevřít bez nástrojů, a posuvnými lištami pro moduly, čímž se doba oprav zkrátí přibližně o 40 % oproti tradičním svařovaným pouzdřím. Mechanici mohou vyměnit jednotlivé články přímo zepředu, aniž by museli rozebírat celou konstrukci boxu, takže těsnění zůstávají nepoškozená a vodotěsná. Všechny konektory mají standardní rozměry a vodiče jsou různobarevné, aby nedošlo k jejich zaměnění při údržbě. Pro společnosti provozující rozsáhlé vozové parky mají tyto konstrukční rozhodnutí skutečný význam, protože každá hodina, po kterou stojí nákladní vozidlo nečinně, znamená finanční ztrátu. Dodavatelská společnost, s níž jsme hovořili, uvedla, že jen díky zkrácení doby, po kterou její nákladní vozy stráví v dílně při výměně baterií, ušetřila tisíce korun.
Požadavky na certifikaci bateriových boxů pro elektrická vozidla po celém světě vyžadují dodržení několika klíčových norem. Norma UN GTR 20 se zaměřuje na bezpečnost při nehodách a zároveň zajišťuje řádné uzavření nebezpečných látek. Současně musí výrobci dodržovat pokyny ISO 6469-3, které pokrývají důležité aspekty, jako je úroveň izolačního odporu a to, co tvoří přijatelnou izolaci napětí. Výrobci originálních zařízení (OEM) mají k dispozici vlastní specifické procesy DFMEA ke zkvalitněnému řízení rizik. Tyto procesy zahrnují sofistikované systémy prevence tepelného rozbehnutí navržené tak, aby zvládly extrémní podmínky až do teploty 1200 °C. Z hlediska dokumentace jsou společnosti povinny prokázat, že jejich baterie dokážou udržet unik elektrolytu a zabránit zkratům v celém provozním teplotním rozsahu od −40 °C až po 85 °C.
Tři pilíře ověřování zajišťují integritu bateriového boxu:
Většina elektrických vozidel stále využívá kapalné chlazení pro své bateriové moduly, při němž chladicí desky odvádějí teplo přímo z jednotlivých článků. Toto je skutečně důležitá záležitost, protože bez vhodného chlazení se tyto hustě zabalené baterie mohou nebezpečně zahřát. Ponořné chlazení však má i některé výhody: teplo rovnoměrněji rozvádí po celém modulu a odvádí ho přibližně o 40 % rychleji než dosavadní metody. Mají však i nevýhody: systém vyžaduje speciální těsnění a pravidelnou údržbu chladicích kapalin, což zvyšuje jeho složitost. Někteří z nejvýznamnějších výrobců začínají experimentovat s tzv. fázově měnitelnými materiály – jde v podstatě o látky podobné parafinu umístěné mezi bateriové články. Tyto materiály pohlcují nadbytečné teplo při náhlém nárůstu zátěže a pomáhají udržet teplotu stabilní i za podmínek vysoké zátěže.
Hliník má poměrně vysokou tepelnou vodivost kolem 200 W/mK a zároveň je dostatečně lehký pro bateriové skříně, což je důvod, proč se těší takové popularitě. V současné době se však v oblasti materiálových věd rychle něco mění. Vezměme si například polypropylen vyztužený skleněným vláknem. Tento materiál snižuje hmotnost přibližně o 30 % ve srovnání s tradičními kovy a přesto zachovává potřebnou pevnost v místech, kde je to nutné. Termoplastické materiály navíc otevírají nové možnosti, neboť umožňují vytvářet složité tvary požadované pro integrované chladicí systémy. Některé společnosti nyní experimentují s kombinací různých materiálů: mezi hliníkové pouzdra a kompozitní panely umisťují přímo silikonové tepelné rozhraní, čímž se teplo efektivněji rozvádí. Při práci za náročných podmínek často výrobci aplikují speciální povrchové úpravy odolné proti korozi spolu s polymery obsahujícími částice grafenu. Tyto kombinace zachovávají vynikající tepelný výkon a zároveň udržují klíčové označení IP6K9K, které zaručuje ochranu proti vniknutí vody a prachu.
Společnost Dongguan Yujiekej Electronic Technology Co., Ltd., která má 22 let zkušeností v oblasti automobilové a průmyslové elektroniky, se specializuje na výrobu bateriových boxů pro elektromobily (EV) dle zakázky OEM/ODM. Kromě toho nabízí řadu dalších produktů, jako jsou spínačové panely, USB autonabíječky, držáky pojistek a díly pro rekreační vozidla (RV), všechny navržené tak, aby splňovaly mezinárodní normy a odpovídaly konkrétním požadavkům zákazníků. Společnost dodává škálovatelná řešení s vysokým výkonem pro výrobce elektromobilů, flotily vozidel i aplikace v oblasti ukládání energie po celém světě.
EN