Jan 10,2026
0
Všeobecné riešenia nestačia, keď ide o náročné problémy s integráciou v platformách elektromobilov, a preto sa v súčasnosti mnoho výrobcov originálnych zariadení (OEM) obracia na špeciálne navrhnuté batériové puzdrá. Každé vozidlo má tiež svoje vlastné jedinečné požiadavky. Uvažujte napríklad o tvare rámu, o miestach, kde je potrebné správne rozdeliť hmotnosť, a o dôležitých oblastiach, ktoré musia počas zrážky absorbovať náraz. Všetko to znamená, že ochranné puzdrá musia presne sedieť do veľmi úzkeho rozsahu špecifikácií, meraného až na milimeter. Bežné sériovo vyrábané kryty jednoducho nefungujú pre spoločnosti, ktoré používajú vlastné špeciálne batériové články alebo sa snažia zlepšiť ochranu pred nebezpečným prehrievaním, ktoré by neskôr mohlo viesť k vážnym problémom.
Prispôsobenie umožňuje výrobcom originálnych zariadení (OEM):
Keď ide o riadenie tepla v elektronických systémoch, neexistuje žiadne univerzálne riešenie, ktoré by vyhovovalo všetkým. Vzduchom chladené usporiadania vyžadujú veľmi špecifické dráhy prúdenia vzduchu, aby fungovali správne, a systémy s ponorným chladením potrebujú úplne utlmené nádoby, ktoré sa jednoducho nezmestia do štandardných konštrukcií. Predpisy v súčasnosti komplikujú situáciu ešte viac. Vezmime si napríklad havarijné skúšky podľa predpisu UN GTR 20 – tieto ukazujú, že bežné priemyselne dostupné ochranné puzdrá sa pri nehodách pri pôsobení záťaže okolo 40G často rozpadnú. Komponenty vyrobené na mieru odolávajú nárazom výrazne lepšie, pretože obsahujú špeciálne oblasti navrhnuté tak, aby sa úmyselne deformovali namiesto toho, aby sa náhle zlomili. Výrobcovia, ktorí preskočia primeranú individualizáciu, sa často neskôr stretávajú s drahými spätnými výzvami na stiahnutie výrobkov, buď kvôli problémom s prehrievaním, ktoré sa šíria po celom systéme, alebo kvôli nedodržaniu vyhlásených štandardov odolnosti voči prachu a vode.
Modulárne batériové skrinky umožňujú automobilovým výrobcom štandardizovať súčiastky, ktoré potrebujú opakovane, ale zároveň umožňujú škálovať napätie v rozsahu od 400 V do 800 V podľa potreby. Návrh sa zvyčajne zakladá na prekladaní hliníkových alebo kompozitných častí so silnými laserovými zváranými spojmi, ktoré vydržia aj po zrážkach. Keď spoločnosti oddelia časti špecifické pre dané napätie od hlavnej konštrukcie karosérie, údajne ušetria približne 30 % vývojových nákladov a rýchlejšie uvádzajú výrobky na trh, čo vyplýva z priemyselných správ. Skutočnou výhodou tejto systémovej pružnosti je jej kompatibilita s rôznymi typmi batériových článkov, napríklad s prizmatickými alebo batériami v tzv. vreckovom (pouch) tvare. Táto flexibilita však neznamená žiadne obeti v oblasti pevnosti ani ochrany pred vodou, keďže tieto moduly spĺňajú certifikáciu IP67 a IP6K9K pre ochranu proti prachu a vode.
Batériové skrinky navrhnuté pre efektivitu servisu sú vybavené ľahko prístupnými panelmi, ktoré sa otvárajú bez nástrojov, a posuvnými koľajnicami pre moduly, čo znamená, že opravy trvajú približne o 40 % menej ako pri tradičných zváraných obaloch. Mechanici môžu vymeniť jednotlivé články priamo z prednej strany bez rozoberania celej štruktúry skrinky, takže tesnenia zostávajú neporušené a vodotesné. Všetky konektory majú štandardné rozmery a vodiče sú rôzne sfarbené, aby sa počas údržby nikto nepomýlil. Pre spoločnosti prevádzkujúce veľké vozové parky sú tieto konštrukčné rozhodnutia skutočne dôležité, pretože každá hodina, počas ktorej stojí nákladné vozidlo nečinné, predstavuje finančné straty. Dopravná spoločnosť, s ktorou sme hovorili, uviedla úsporu tisícov eur len znížením doby, počas ktorej jej nákladné vozidlá prechádzajú v servise výmenou batérií.
Požiadavky na certifikáciu batériových púzder pre elektrické vozidlá po celom svete vyžadujú dodržiavanie niekoľkých kľúčových noriem. Štandard UN GTR 20 sa zaoberá bezpečnosťou pri zrážke, ako aj správnym uzatvorením nebezpečných látok. Súčasne výrobcovia musia dodržiavať pokyny ISO 6469-3, ktoré pokrývajú dôležité aspekty, ako sú úrovne izolačného odporu a definícia prípustnej izolácie napätia. Výrobcovia originálnych zariadení (OEM) majú vytvorené vlastné špecifické procesy DFMEA na účinné riadenie rizík. Tieto procesy zahŕňajú sofistikované systémy na prevenciu tepelnej degradácie navrhnuté na zvládnutie extrémnych podmienok až do teploty 1200 °C. Z dokumentačných dôvodov musia spoločnosti preukázať, že ich batérie dokážu udržať únik elektrolytu a zabrániť skratom v celom rozsahu prevádzkových teplôt od mínus 40 °C až po 85 °C.
Tri piliery overovania zabezpečujú celistvosť batériovej skrinky:
Väčšina elektrických vozidiel stále využíva kvapalinové chladenie batériových balíkov, pri ktorom chladiace dosky odvádzajú teplo priamo z jednotlivých článkov. Ide o veľmi dôležitú záležitosť, pretože bez správneho chladenia sa tieto husto zabalené batérie môžu nebezpečne zohriať. Ponorné chladenie však má aj niektoré výhody: teplo sa rozdeľuje rovnomernejšie po celom balíku a odvádza sa približne o 40 percent rýchlejšie v porovnaní s doteraz používanými metódami. Sú však aj nevýhody: systém vyžaduje špeciálne tesnenia a pravidelnú údržbu chladiacich kvapalín, čo zvyšuje jeho zložitosť. Niektorí z najvýznamnejších výrobcov začínajú experimentovať s tzv. materiálmi s fázovou zmenou – ide v podstate o parafínové látky umiestnené medzi batériové články. Tieto materiály absorbujú nadbytočné teplo pri nárazovom zvýšení zaťaženia a pomáhajú udržiavať stabilnú teplotu aj za intenzívneho zaťaženia.
Hliník má pomerne dobrú tepelnú vodivosť okolo 200 W/mK a je dostatočne ľahký na výrobu batériových púzder, čo je dôvod, prečo sa tak rozšíril. V súčasnosti sa však v oblasti materiálového výskumu veľmi rýchlo menia podmienky. Vezmime si napríklad polypropylén posilnený skleneným vláknom. Tento materiál znižuje hmotnosť približne o 30 % v porovnaní s tradičnými kovmi, pričom stále zachováva potrebnú štrukturálnu pevnosť. Termoplastické materiály otvárajú tiež nové možnosti, keďže umožňujú vytvárať zložité tvary vyžadované pre zabudované chladiace systémy. Niektoré spoločnosti sa teraz experimentujú s kombináciou rôznych materiálov: medzi hliníkové puzdrá a kompozitné dosky umiestňujú priamo silikónové tepelné rozhrania, aby sa teplo lepšie rozviedlo. Pri práci za náročných podmienok výrobcovia často aplikujú špeciálne povlaky odolné voči korózii spolu s polymérmi zmiešanými s časticami grafénu. Tieto kombinácie zachovávajú vynikajúce tepelné vlastnosti a zároveň udržiavajú kľúčové hodnotenie IP6K9K proti vnikaniu vody a prachu.
Dongguan Yujiekej Electronic Technology Co., Ltd., s 22-ročnou skúsenosťou v oblasti automobilových a priemyselných elektronických zariadení, sa špecializuje na výrobu batériových púzder pre elektromobily (EV) podľa zadania OEM/ODM. Do jej výrobného portfólia patria tiež prepínačové panely, USB autonabíjače, držiaky poistiek a komponenty pre rekreačné vozidlá (RV), ktoré sú navrhnuté tak, aby vyhovovali medzinárodným štandardom a zároveň boli prispôsobené potrebám zákazníkov. Spoločnosť poskytuje škálovateľné a vysokovýkonné riešenia pre výrobcov elektromobilov, flotily a aplikácie v oblasti ukladania energie po celom svete.
EN