Hoe om SMC vir EV-battery-omhulsels te kies: vlamweerstand, sterkte en gietvereistes

Elektriese voertuigbattery-omhulsels moet batterymodules teen brand, impak, vibrasie, vog, padrommel en elektriese gevare beskerm. Terselfdertyd is voertuigvervaardigers onder konstante druk om gewig te verminder, onderdele te konsolideer en produksiedoeltreffendheid te verbeter.

Plaatvormverbinding, algemeen bekend as SMC , bied 'n effektiewe alternatief vir staal-, aluminium- en termoplastiese batterybehuizings. 'n Behoorlik geformuleerde vlamvertragende SMC  kombineer meganiese sterkte, elektriese isolasie, korrosiebestandheid en ontwerp-buigsaamheid in 'n saamdruk-gevormde komponent.

Nie elke SMC-formulering is egter geskik vir 'n EV-battery-omhulsel nie. Die materiaal moet gekies word volgens die omhulselontwerp, brandveiligheidsteiken, lastoestande, bedryfstemperatuur, wanddikte en gietproses.

Hierdie gids verduidelik die hooffaktore wat ingenieurs en aankoopspanne moet evalueer wanneer hulle SMC vir EV-battery-omhulsels kies.

Waarom SMC vir EV-battery-omhulsels gebruik?

'n EV-battery-omhulsel kan 'n boonste deksel, onderste skinkbord, sybeskermingstrukture, interne afskortings, diensdeksels en elektriese beskermingskomponente insluit. Afhangende van die ontwerp, kan SMC gebruik word vir die volledige behuising of gekombineer word met 'n aluminium of staal ondersteunende struktuur.

In vergelyking met konvensionele metale, glasveselversterkte SMC  bied verskeie voordele.

Elektriese isolasie

SMC is inherent nie-geleidend wanneer dit behoorlik geformuleer is. Dit kan help om hoëspanningbatterykomponente te isoleer en die risiko van elektriese kontak tussen selle, rails, die omhulsel en die voertuigbak te verminder.

Dit is veral waardevol rondom verbindings, diensafskakelings en hoëspanningskomponente. ISO 6469-3 spreek beskerming teen elektriese skok en termiese voorvalle in spanning-klas-B-stroombane aan, wat elektriese isolasie 'n belangrike deel van algehele voertuigveiligheid maak.

Die voltooide omhulsel moet egter steeds as 'n volledige stelsel bekragtig word. 'n Goeie diëlektriese waarde in 'n SMC-datablad bewys nie outomaties dat die saamgestelde batterypak aan elektriese veiligheidsvereistes op voertuigvlak voldoen nie.

Korrosie en chemiese weerstand

Anders as staal, roes SMC nie. Dit kan blootstelling aan padsout, humiditeit, spatwater en baie motorvloeistowwe weerstaan ​​wanneer die harsstelsel korrek gekies is.

Dit kan die behoefte aan sekondêre anti-roesbehandelings verminder. Dit help ook om die omhulselwerkverrigting oor die voertuig se lewensduur te handhaaf, veral in kusstreke of markte waar padsout wyd gebruik word.

Chemiese toetsing moet die werklike stowwe wat in die aansoek verwag word, oorweeg, soos:

·  Koelmiddel- en glikolmengsels

·  Smeermiddels en hidrouliese vloeistowwe

·  Skoonmaakmiddels

·  Padsout

·  Battery-elektroliet

·  Motorbrandstowwe en -olies

Gewigsvermindering

SMC het oor die algemeen 'n laer digtheid as staal. Die werklike gewigsbesparing hang af van die formulering, veselinhoud, deelgeometrie, ribbes, insetsels en of die SMC-komponent 'n metaalbedekking of 'n strukturele skinkbord vervang.

'n Direkte materiaal-digtheid vergelyking is nie genoeg nie. Ingenieurs moet die gewig van volledige, funksioneel ekwivalente onderdele vergelyk. SMC se grootste voordeel kom dikwels uit die kombinasie van verskeie gestempelde of gelaste metaalkomponente in een gevormde deel.

Gedeeltelike integrasie

Kompressiegietwerk laat ribbes, base, seëlgroewe, monteerkenmerke, kabelgange en plaaslike versterking in die omhulsel toe.

Dit kan verminder:

·  Die aantal afsonderlike komponente

·  Sweis- en hegbewerkings

·  Byeenkomstyd

·  Dimensionele variasie tussen saamgevoegde dele

·  Potensiële lekkasie paaie

Deelintegrasie is veral nuttig vir groot batterybedekkings en komplekse beskermende panele.

Dimensionele stabiliteit

'n Goed ontwerpte motor-SMC-formulering kan lae krimping, stabiele afmetings en konsekwente oppervlakkwaliteit verskaf. Hierdie eienskappe is belangrik vir die verseëling van flense, bevestigingsposisies en groot plat oppervlaktes.

Omdat battery-omhulsels aansienlik groter kan wees as standaard elektriese omhulsels, moet kromming en plaaslike dikte-variasie geëvalueer word tydens vormvloei en gereedskapontwikkeling.

1. Definieer die brandweerstandvereiste

Brandprestasie is gewoonlik die eerste bekommernis wanneer 'n EV battery omhulsel SMC.

Litium-ioon-batteryvoorvalle kan 'n omhulsel blootstel aan vlam, warm gas, druk, gesmelte deeltjies en vinnig stygende temperature. Die materiaal moet help om brandvoortplanting te vertraag en 'n beskermende versperring lank genoeg in stand te hou om die veiligheidstrategie van die batterypak te ondersteun.

UL 94 V-0 is 'n materiaalklassifikasie—nie volledige batterybeskerming nie

UL 94 V-0 word gereeld aangevra vir vlamvertragende plastiek en komposiete. Onder hierdie toets moet 'n materiaal binne bepaalde perke ophou vlam en moet nie vlammende druppels vrystel wat die aanwyser daaronder aansteek nie.

Vir meer veeleisende toepassings kan klante UL 94 5VA of 5VB oorweeg. Die 5V-toets gebruik 'n meer ernstige vlamblootstelling. In die plaaktoets laat 5VA nie deurbranding toe nie, terwyl 5VB 'n gat kan toelaat. UL beskryf UL 94 as 'n groep kleinskaalse toetse wat 'n materiaal se neiging om vlam te blus of te versprei na ontsteking assesseer.

Twee kwalifikasies is krities:

1. 'n UL 94-gradering word gekoppel aan die getoetste formulering en monsterdikte.

2. UL 94 reproduseer nie 'n volledige EV-battery se termiese weghol-gebeurtenis nie.

’n SMC-graad wat V-0 by 3 mm gegradeer is, moet nie outomaties as V-0 by 1.5 mm beskryf word nie. Vra altyd die toetsverslag of sertifisering vir 'n dikte gelyk aan of onder die produksiemuurdikte.

Oorweeg die volledige brandscenario

Die batterypakvervaardiger moet definieer of die SMC-komponent moet weerstaan:

·  Eksterne brandstofvuur

·  Interne sel termiese weghol

·  Direkte vlambotsing

·  Hoë-temperatuur gas jets

·  Deeltjie impak

·  Stralingshitte

·  Druk wat in die pak gegenereer word

·  Brandvoortplanting tussen modules

·  Deurbrand vir 'n bepaalde tydperk

VN/ECE-regulasie nr. 100 sluit veiligheidsvereistes vir herlaaibare elektriese energiebergingstelsels in, wat meganiese, termiese, elektriese en omgewingstremmings dek. Sy vereistes is van toepassing op die REESS en voertuigstelsel eerder as om voldoening toe te staan ​​op grond van een behuisingsmateriaal. UNECE R100 toetsoorsig

SAE J2464 verskaf insgelyks 'n raamwerk vir misbruiktoetsing van herlaaibare energiebergingstelsels onder toestande buite hul normale bedryfsreeks.

Daarom moet die SMC-spesifikasie nie stop by 'vlamvertrager' nie. Dit moet die beoogde toetsmetode, monsterdikte, blootstellingstoestande en aanvaardingskriteria insluit.

Sleutelbrandverwante eiendomme om aan te vra

Wanneer vlamvertragende SMC-verbindings vergelyk word , versoek beskikbare data vir:

·  UL 94 klassifikasie en getoetsde dikte

·  Beperkende suurstofindeks, indien van toepassing

·  Horisontale en vertikale brandgedrag

·  Ontstekingstyd

·  Vlamverspreidende gedrag

·  Rookdigtheid

·  Vereistes vir toksiese gas

·  Hitte-vrystelling prestasie

·  Deurbrandweerstand

·  Meganiese retensie na hitte blootstelling

·  Termiese geleiding en hitte-oordrag

·  Maksimum korttermyn temperatuurblootstelling

Die vereiste kombinasie hang daarvan af of die SMC as 'n boonste deksel, onderbakbak, interne versperring of nie-strukturele elektriese komponent gebruik word.

2. Spesifiseer meganiese werkverrigting volgens lasgeval

'n Battery-omhulsel is nie bloot 'n boks nie. Dit sal dalk nodig wees om die batterymodules te dra, voertuigvibrasie te weerstaan, teen impak te beskerm en sy seëloppervlak regdeur die voertuig se lewe te behou.

Om hierdie rede is dit nie voldoende om SMC op grond van treksterkte te kies nie.

Trek- en buigprestasie

Treksterkte dui aan hoe die materiaal reageer op trekvragte, terwyl buigsterkte veral relevant is vir breë panele wat aan buiging onderwerp word.

Die tegniese spesifikasie moet die volgende insluit:

·  Treksterkte en trekmodulus

·  Buigsterkte en buigmodulus

·  Verlenging by breek

·  Gekerfde en ongekerfde impaksterkte

·  Skuifprestasie waar van toepassing

Vir 'n groot batterydeksel kan styfheid belangriker wees as uiteindelike treksterkte. Onvoldoende styfheid kan die paneel toelaat om te buig, wat die pakking seël beïnvloed of kontak met interne komponente skep.

Impak weerstand

Onderliggaambattery-omhulsels kan blootgestel word aan klipstoot, voorwerpe wat laat val het, padrommel en plaaslike penetrasieladings. Boonste deksels moet dalk ook diens- en monteervragte weerstaan.

SMC-formulering, glasvesellengte, veselinhoud en gevormde-veseloriëntasie beïnvloed almal impakgedrag. 'n Graad met 'n hoë waarde uit 'n eenvoudige koepontoets kan steeds plaaslike versterking in kwesbare gebiede vereis.

Ingenieurs moet die gevormde komponent onder verteenwoordigende impaktoestande evalueer eerder as om net op standaard materiaalmonsters staat te maak.

Vibrasie en moegheid

EV-batterye ervaar voortdurende vibrasie en herhaalde meganiese laai. Potensiële mislukkingsplekke sluit in:

·  Bevestigingsgate

·  Metaal-insetsels

·  Skerp hoeke

·  Rib-kruisings

·  Dun-tot-dik oorgange

·  Montagepunte

·  Rande om groot openinge

Moegheidsprestasie hang af van materiaalformulering, gietkwaliteit en komponentontwerp. Die SMC-verskaffer moet kritieke areas saam met die vormontwerper en batterypakvervaardiger hersien.

Kruip- en bevestiging retensie

Batterydeksels word gereeld aan 'n metaalbak vasgebout. Volgehoue ​​klemladings kan kruip of plaaslike spanningsverslapping in polimeer-gebaseerde materiale veroorsaak.

Die ontwerp kan vereis:

·  Groter vragverspreidingsareas

·  Metaal kompressie beperkers

·  Ingegote insetsels

·  Beheerde draaimoment

·  Plaaslike muurdikte neem toe

·  Versterking rondom monteerpunte

Uittrek-, wringkrag-, ontspannings- en termiese siklustoetse moet op die voorgestelde inset- en hegstelsel uitgevoer word.

3. Bevestig elektriese en termiese vereistes

Een van die groot voordele van SMC-batterybehuisingsmateriaal  is die balans tussen strukturele werkverrigting en elektriese isolasie.

Relevante elektriese eienskappe kan die volgende insluit:

·  Diëlektriese sterkte

·  Volumeweerstandigheid

·  Oppervlakweerstandigheid

·  Vergelykende dop-indeks

·  Boogweerstand

·  Isolasieweerstand na blootstelling aan humiditeit

Toetswaardes moet hersien word by die beoogde dikte en na omgewingskondisionering. Vog, kontaminasie, verhoogde temperatuur en veroudering kan elektriese werkverrigting beïnvloed.

Termiese vereistes moet ook noukeurig gedefinieer word. SMC word nie normaalweg gekies om hitte op dieselfde manier as aluminium weg te lei van selle nie. As die omhulsel deel is van die termiese bestuurstelsel, moet die ontwerper die materiaal se termiese geleidingsvermoë en hitte-oordragpad in ag neem.

In sommige ontwerpe is lae termiese geleidingsvermoë voordelig omdat dit hitte-oordrag vertraag. In ander het die battery beheerde hitte-afvoer deur toegewyde verkoelingsplate nodig. SMC seleksie moet dus gekoördineer word met die volledige termiese-bestuursontwerp.

4. Pas die SMC-formulering by die gietproses

SMC is 'n gereed-vir-vorm materiaal wat hoofsaaklik bestaan ​​uit hars, gekapte glasvesel, minerale vullers, bymiddels en 'n verdikkingstelsel. Dit word gewoonlik onder hitte en druk saamgedruk.

Die korrekte formulering moet beide voltooide deelwerkverrigting en stabiele verwerking verskaf.

Hars stelsel

Onversadigde poliëster- en vinielesterstelsels word wyd in SMC gebruik. Die hars beïnvloed meganiese werkverrigting, chemiese weerstand, krimping, termiese gedrag en koste.

'n Standaard elektriese-graad SMC moet nie outomaties vir 'n EV-omhulsel gebruik word nie. Die formulering moet dalk aangepas word vir:

·  Hoër impakweerstand

·  Verbeterde vlamweerstand

·  Lae krimping

·  Beter chemiese weerstand

·  Verminderde digtheid

·  Hoër hitte weerstand

·  Lae emissies

·  Motoroppervlakvereistes

Glasveselinhoud en vesellengte

Hoër glasinhoud kan sterkte en styfheid verbeter, maar dit kan ook vloei, oppervlakvoorkoms en vormvulling beïnvloed.

Tydens drukvorming ontwikkel veseloriëntasie soos die SMC-lading deur die holte vloei. Dit kan verskillende eienskappe in verskillende rigtings produseer. Ladinggrootte, ladingposisie en vloeiafstand moet dus tydens prosesontwikkeling geëvalueer word.

Vir hoogs gelaaide areas kan plaaslike versterking of 'n hibriede struktuur meer effektief wees as om bloot die glasinhoud deur die hele deel te verhoog.

Skimmelvloei

’n Groot EV-battery-omhulsel kan ribbes, diep dele, seëlkanale en metaalinsetsels bevat. Die SMC moet ver genoeg vloei om die holte te vul sonder oormatige veselskeiding, sweislyne of vasgevange lug.

Belangrike gietveranderlikes sluit in:

·  Vorm temperatuur

·  Vormdruk

·  Laai gewig

·  Laaipatroon en dekking

·  Sluitspoed

·  Genesingstyd

·  Ontluchting

·  Deel dikte

·  Vloeiafstand

·  Plaas posisie in

Die graad moet getoets word met behulp van verteenwoordigende meetkunde waar moontlik.

Gereedskap en pers kapasiteit

Groot batterydeksels benodig 'n pers met voldoende plaatgrootte, daglig, toemaakbeheer en tonnemaat. Vereiste perskrag hang af van geprojekteerde deelarea en gietdruk - nie net die deelgewig nie.

Gereedskap moet aanspreek:

·  Eenvormige verhitting

·  Lug ontruiming

·  Flitsbeheer

·  Akkurate seël-flens afmetings

·  Ontvorm

·  Plaas posisionering

·  Plaaslike drukverspreiding

Vormvloeisimulasie en vroeë vervaardigingsoorsig kan duur wysigings voorkom nadat die produksie-instrument voltooi is.

Siklustyd en genesing

Die SMC moet konsekwent oor beide dik en dun gedeeltes genees. Onvoldoende genesing kan hitteweerstand, sterkte en dimensionele stabiliteit verminder. Oormatige uithardingstyd verlaag egter produksiedoeltreffendheid.

Produksieproewe behoort te bevestig:

·  Minimum stabiele genesingstyd

·  Kern- en oppervlakuitharding

·  Ontvormende gedrag

·  Na-vorm dimensionele verandering

·  Vervorming

·  Oppervlakte defekte

·  Konsekwentheid van meganiese eienskappe

5. Evalueer omgewingsduursaamheid

EV-battery-omhulsels werk onder veranderende temperatuur, humiditeit en padtoestande. Die materiaalkwalifikasieprogram moet die beoogde voertuigmark verteenwoordig.

Aanbevole evaluerings kan die volgende insluit:

·  Hoë- en lae-temperatuur blootstelling

·  Termiese fietsry

·  Veroudering van temperatuur en humiditeit

·  Waterabsorpsie

·  Soutspuitblootstelling

·  Chemiese onderdompeling

·  UV-blootstelling vir ekstern sigbare dele

·  Gruis en klip impak

·  Vibrasie na omgewingsveroudering

·  Seël prestasie na fietsry

Die materiaal moet ook saam met bedekkings, kleefmiddels, pakkings, insetsels en hegstukke geëvalueer word. Verskille in termiese uitsetting tussen SMC en metaalkomponente kan gewrigladings en seëlwerkverrigting beïnvloed.

6. Beheer dikte, kromming en seëloppervlaktes

Die verseëling van die batteryomhulsel is noodsaaklik om te verhoed dat water, stof en kontaminante die pak binnedring. Groot gevormde deksels moet flensvlakheid en dimensionele akkuraatheid handhaaf na gietwerk en termiese fietsry.

Die ontwerp moet onnodige diktevariasie vermy. Skielike oorgange kan ongelyke vloei, interne spanning, sinkmerke en kromming skep.

Nuttige ontwerpmaatreëls sluit in:

·  Geleidelike dikte-oorgange

·  Gebalanseerde ribrangskikkings

·  Geronde binnehoeke

·  Konsekwente flensgeometrie

·  Behoorlike trekhoeke

·  Beheerde rib-tot-muur verhoudings

·  Strategiese ladingplasing

·  Plaaslike eerder as oormatige algehele versterking

Die pakkingstelsel, boutspasiëring en toelaatbare flensafbuiging moet gedefinieer word voordat die SMC-deel en -vorm gefinaliseer word.

SMC-seleksiekontrolelys vir EV-battery-omhulsels

Algemene SMC-keusefoute

Verskeie foute kan 'n EV-battery-omhulselprojek vertraag:

1. Kies slegs materiaal uit UL 94 V-0 data.
V-0 verteenwoordig nie die hele termiese weghol- of voertuigbrandscenario nie.

2. Ignoreer die getoetsde dikte.
'n Vlambaarheidsgradering of diëlektriese waarde mag nie op 'n dunner produksiemuur van toepassing wees nie.

3. Gebruik koeponsterkte as die volledige strukturele spesifikasie.
Veselvloei, ribbes, sweislyne en insetsels beïnvloed werklike komponentprestasie.

4. Spesifiseer maksimum sterkte sonder om vormvloei in ag te neem.
'n Formulering moet die gereedskap betroubaar vul en aan meganiese vereistes voldoen.

5. Behandel 'n SMC-omslag as 'n afskrif van 'n metaalonderdeel.
Saamgestelde dele benodig hul eie rib-, flens-, bevestigings- en dikte-ontwerp.

6. Valideer die materiaal, maar nie die saamgestelde omhulsel nie.
Seëls, lasse, insetsels en koppelvlakke bepaal dikwels die finale pakprestasie.

Pasgemaakte SMC-oplossings van JLON

JLON verskaf pasgemaakte SMC-verbindings  vir elektriese, motor- en vervoertoepassings. Omdat EV-batterystelsels verskillende omhulselargitekture en bekragtigingsteikens het, moet die SMC-formulering by die individuele projek pas eerder as om uit 'n enkele algemene-doel-graad gekies te word.

Beskikbare ontwikkelingsaanwysings sluit in:

·  Vlamvertragende SMC 

·  Elektriese isolasie SMC 

·  Hoësterkte glasvesel SMC 

·  Lae-krimp SMC 

·  Hittebestande SMC 

·  Korrosiebestande SMC 

·  SMC vir EV-batterydeksels 

·  SMC vir batterylaaie en beskermende panele 

·  SMC vir hoëspanning elektriese omhulsels 

·  Pasgemaakte gekleurde motor-SMC 

Om 'n geskikte formulering aan te beveel, hersien JLON gewoonlik die volgende inligting:

·  Deeltekening of 3D-model

·  Beoogde toepassing

·  Vereiste brandstandaard

·  Minimum produksie wanddikte

·  Meganiese-eiendom teikens

·  Elektriese werkverrigtingvereistes

·  Bedryfs- en piektemperature

·  Chemiese blootstelling toestande

·  Deel gewig en afmetings

·  Pers en vorm inligting

·  Jaarlikse aanvraag

·  Vereiste toetsverslae of motorgoedkeurings

Prototipe gietwerk en verteenwoordigende komponenttoetsing word sterk aanbeveel voor produksiegoedkeuring.

Gevolgtrekking

Kies SMC vir 'n EV-battery-omhulsel  vereis meer as om treksterkte te vergelyk of om 'n algemene vlamvertragende graad aan te vra. Die materiaal moet werk as deel van 'n volledige stelsel wat die omhulselgeometrie, seëlontwerp, insetsels, verkoelingstelsel, batterymodules en voertuigstruktuur insluit.

Die beste SMC-formulering moet 'n praktiese balans bied van:

·  Vlam- en hittebestandheid

·  Meganiese sterkte en styfheid

·  Impak- en vibrasieduursaamheid

·  Elektriese isolasie

·  Korrosie- en chemiese weerstand

·  Dimensionele stabiliteit

·  Betroubare vormvloei

·  Mededingende produksiesiklustyd

Belangriker nog, brand-, strukturele en elektriese eise moet by die beoogde muurdikte geverifieer word en dan op die voltooide omhulsel bekragtig word.

Vir 'n nuwe EV-battery-omhulsel SMC-  projek, kontak JLON met jou tekening, prestasievereistes en giettoestande. Ons span kan help om die vereiste formulering te assesseer en 'n pasgemaakte SMC-materiaaloplossing voor te berei.