Cara Memilih SMC untuk Penutup Bateri EV: Ketahanan Nyalaan, Kekuatan dan Keperluan Pengacuan

Penutup bateri kenderaan elektrik mesti melindungi modul bateri daripada kebakaran, hentaman, getaran, lembapan, serpihan jalan dan bahaya elektrik. Pada masa yang sama, pengeluar kenderaan berada di bawah tekanan berterusan untuk mengurangkan berat, menyatukan bahagian dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.

Kompaun acuan lembaran, biasanya dikenali sebagai SMC , menawarkan alternatif yang berkesan kepada perumah bateri keluli, aluminium dan termoplastik. yang dirumus dengan betul SMC kalis api  menggabungkan kekuatan mekanikal, penebat elektrik, rintangan kakisan dan fleksibiliti reka bentuk dalam komponen acuan mampatan.

Walau bagaimanapun, bukan setiap formulasi SMC sesuai untuk penutup bateri EV. Bahan mesti dipilih mengikut reka bentuk kepungan, sasaran keselamatan kebakaran, keadaan beban, suhu operasi, ketebalan dinding dan proses pengacuan.

Panduan ini menerangkan faktor utama jurutera dan pasukan pembelian harus menilai apabila memilih SMC untuk penutup bateri EV.

Mengapa Menggunakan SMC untuk Penutup Bateri EV?

Penutup bateri EV mungkin termasuk penutup atas, dulang bawah, struktur perlindungan sisi, partition dalaman, penutup servis dan komponen perlindungan elektrik. Bergantung pada reka bentuk, SMC boleh digunakan untuk perumahan lengkap atau digabungkan dengan struktur sokongan aluminium atau keluli.

Berbanding dengan logam biasa, SMC bertetulang gentian kaca  memberikan beberapa kelebihan.

Penebat elektrik

SMC sememangnya tidak konduktif apabila dirumus dengan betul. Ia boleh membantu mengasingkan komponen bateri voltan tinggi dan mengurangkan risiko sentuhan elektrik antara sel, bar bas, kandang dan badan kenderaan.

Ini amat berharga di sekitar penyambung, pemotongan perkhidmatan dan komponen voltan tinggi. ISO 6469-3 menangani perlindungan terhadap kejutan elektrik dan kejadian haba dalam litar voltan kelas-B, menjadikan penebat elektrik sebagai bahagian penting dalam keselamatan kenderaan secara keseluruhan.

Kepungan yang telah siap, bagaimanapun, mesti masih disahkan sebagai sistem yang lengkap. Nilai dielektrik yang baik dalam lembaran data SMC tidak secara automatik membuktikan bahawa pek bateri yang dipasang memenuhi keperluan keselamatan elektrik peringkat kenderaan.

Rintangan kakisan dan kimia

Tidak seperti keluli, SMC tidak berkarat. Ia boleh menahan pendedahan kepada garam jalan, kelembapan, air percikan dan banyak cecair automotif apabila sistem resin dipilih dengan betul.

Ini boleh mengurangkan keperluan untuk rawatan antikarat sekunder. Ia juga membantu mengekalkan prestasi kepungan sepanjang hayat perkhidmatan kenderaan, terutamanya di kawasan pantai atau pasaran di mana garam jalan digunakan secara meluas.

Ujian kimia harus mempertimbangkan bahan sebenar yang dijangkakan dalam aplikasi, seperti:

·  Campuran penyejuk dan glikol

·  Pelincir dan cecair hidraulik

·  Ejen pembersih

·  Garam jalan

·  Elektrolit bateri

·  Bahan api dan minyak automotif

Pengurangan berat badan

SMC umumnya mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada keluli. Penjimatan berat sebenar bergantung pada formulasi, kandungan gentian, geometri bahagian, rusuk, sisipan dan sama ada komponen SMC menggantikan penutup logam atau dulang struktur.

Perbandingan ketumpatan bahan langsung tidak mencukupi. Jurutera harus membandingkan berat bahagian yang lengkap dan setara dengan fungsi. Kelebihan terbesar SMC selalunya datang daripada menggabungkan berbilang komponen logam yang dicop atau dikimpal ke dalam satu bahagian acuan.

Penyepaduan bahagian

Pengacuan mampatan membolehkan rusuk, bos, alur pengedap, ciri pelekap, laluan kabel dan tetulang tempatan untuk dimasukkan ke dalam kepungan.

Ini boleh mengurangkan:

·  Bilangan komponen yang berasingan

·  Operasi mengimpal dan mengikat

·  Masa perhimpunan

·  Variasi dimensi antara bahagian yang dicantum

·  Kemungkinan laluan kebocoran

Penyepaduan bahagian amat berguna untuk penutup bateri yang besar dan panel pelindung yang kompleks.

Kestabilan dimensi

Formulasi SMC automotif yang direka dengan baik boleh memberikan pengecutan yang rendah, dimensi yang stabil dan kualiti permukaan yang konsisten. Sifat-sifat ini penting untuk mengedap bebibir, kedudukan pengikat dan permukaan rata yang besar.

Oleh kerana kepungan bateri mungkin jauh lebih besar daripada perumah elektrik standard, lenturan dan variasi ketebalan tempatan mesti dinilai semasa aliran acuan dan pembangunan perkakas.

1. Tentukan Keperluan Tahan Api

Prestasi kebakaran biasanya menjadi kebimbangan pertama apabila memilih SMC penutup bateri EV.

Kejadian bateri litium-ion boleh mendedahkan penutup kepada nyalaan, gas panas, tekanan, zarah lebur dan suhu yang meningkat dengan cepat. Bahan mesti membantu melambatkan penyebaran api dan mengekalkan penghalang pelindung yang cukup lama untuk menyokong strategi keselamatan pek bateri.

UL 94 V-0 ialah pengelasan bahan—bukan perlindungan bateri yang lengkap

UL 94 V-0 sering diminta untuk plastik dan komposit kalis api. Di bawah ujian ini, bahan mesti berhenti menyala dalam had yang ditentukan dan tidak boleh mengeluarkan titisan menyala yang menyalakan penunjuk di bawahnya.

Untuk aplikasi yang lebih mencabar, pelanggan boleh mempertimbangkan UL 94 5VA atau 5VB. Ujian 5V menggunakan pendedahan nyalaan yang lebih teruk. Dalam ujian plak, 5VA tidak membenarkan pembakaran, manakala 5VB boleh membenarkan lubang. UL menerangkan UL 94 sebagai sekumpulan ujian berskala kecil yang menilai kecenderungan bahan untuk memadamkan atau menyebarkan nyalaan selepas pencucuhan.

Dua kelayakan adalah kritikal:

1. Penarafan UL 94 disambungkan kepada formulasi yang diuji dan ketebalan spesimen.

2. UL 94 tidak menghasilkan semula peristiwa lari haba bateri EV yang lengkap.

Gred SMC berkadar V-0 pada 3 mm tidak boleh diterangkan secara automatik sebagai V-0 pada 1.5 mm. Sentiasa minta laporan ujian atau pensijilan untuk ketebalan yang sama atau di bawah ketebalan dinding pengeluaran.

Pertimbangkan senario kebakaran yang lengkap

Pengilang pek bateri harus menentukan sama ada komponen SMC mesti menahan:

·  Api bahan api luaran

·  Larian haba sel dalaman

·  Perlanggaran api secara langsung

·  Pancutan gas suhu tinggi

·  Kesan zarah

·  Panas sinaran

·  Tekanan yang dijana di dalam pek

·  Penyebaran api antara modul

·  Burn-through untuk tempoh tertentu

Peraturan UNECE No. 100 termasuk keperluan keselamatan untuk sistem penyimpanan tenaga elektrik boleh dicas semula, meliputi tekanan mekanikal, haba, elektrik dan persekitaran. Keperluannya dikenakan kepada REESS dan sistem kenderaan dan bukannya memberikan pematuhan berdasarkan satu bahan perumahan. Gambaran keseluruhan ujian UNECE R100

SAE J2464 juga menyediakan rangka kerja untuk ujian penyalahgunaan sistem penyimpanan tenaga boleh dicas semula dalam keadaan di luar julat operasi biasa mereka.

Oleh itu, spesifikasi SMC tidak seharusnya berhenti pada ' kalis api.' Ia harus termasuk kaedah ujian yang dimaksudkan, ketebalan spesimen, keadaan pendedahan dan kriteria penerimaan.

Ciri-ciri berkaitan kebakaran utama untuk diminta

Apabila membandingkan sebatian SMC kalis api , minta data yang tersedia untuk:

·  Klasifikasi UL 94 dan ketebalan yang diuji

·  Mengehadkan indeks oksigen, jika berkenaan

·  Tingkah laku pembakaran mendatar dan menegak

·  Masa penyalaan

·  Tingkah laku merebak api

·  Ketumpatan asap

·  Keperluan gas toksik

·  Prestasi pelepasan haba

·  Rintangan terbakar

·  Pengekalan mekanikal selepas pendedahan haba

·  Kekonduksian terma dan pemindahan haba

·  Pendedahan suhu jangka pendek maksimum

Gabungan yang diperlukan bergantung pada sama ada SMC digunakan sebagai penutup atas, dulang bawah badan, penghalang dalaman atau komponen elektrik bukan struktur.

2. Nyatakan Prestasi Mekanikal mengikut Kes Beban

Penutup bateri bukan sekadar kotak. Ia mungkin perlu membawa modul bateri, menahan getaran kenderaan, melindungi daripada hentaman dan mengekalkan permukaan pengedapnya sepanjang hayat kenderaan.

Atas sebab ini, memilih SMC hanya berdasarkan kekuatan tegangan tidak mencukupi.

Prestasi tegangan dan lentur

Kekuatan tegangan menunjukkan cara bahan bertindak balas terhadap beban yang ditarik, manakala kekuatan lentur amat relevan kepada panel lebar yang tertakluk kepada lenturan.

Spesifikasi teknikal hendaklah termasuk:

·  Kekuatan tegangan dan modulus tegangan

·  Kekuatan lentur dan modulus lentur

·  Pemanjangan semasa rehat

·  Kekuatan hentaman bertakuk dan tidak bertakuk

·  Prestasi ricih jika berkenaan

Untuk penutup bateri yang besar, kekakuan mungkin lebih penting daripada kekuatan tegangan muktamad. Kekakuan yang tidak mencukupi boleh membenarkan panel terpesong, menjejaskan pengedap gasket atau mewujudkan sentuhan dengan komponen dalaman.

Rintangan kesan

Penutup bateri di bawah badan boleh terdedah kepada hentaman batu, objek terjatuh, serpihan jalan dan beban penembusan tempatan. Penutup atas juga mungkin perlu menahan beban servis dan pemasangan.

Formulasi SMC, panjang gentian kaca, kandungan gentian dan orientasi gentian acuan semuanya mempengaruhi tingkah laku impak. Gred dengan nilai tinggi daripada ujian kupon mudah mungkin masih memerlukan pengukuhan tempatan di kawasan yang terdedah.

Jurutera harus menilai komponen acuan di bawah keadaan impak yang mewakili daripada hanya bergantung pada spesimen bahan standard.

Getaran dan keletihan

Pek bateri EV mengalami getaran berterusan dan pemuatan mekanikal berulang. Lokasi kegagalan yang berpotensi termasuk:

·  Lubang pengikat

·  Sisipan logam

·  Sudut tajam

·  Persimpangan rusuk

·  Peralihan nipis-ke-tebal

·  Titik pelekap

·  Tepi di sekeliling bukaan besar

Prestasi keletihan bergantung pada perumusan bahan, kualiti pengacuan dan reka bentuk komponen. Pembekal SMC harus menyemak kawasan kritikal bersama dengan pereka acuan dan pengeluar pek bateri.

Pengekalan rayapan dan pengikat

Penutup bateri kerap dipasang pada dulang logam. Beban pengapit yang berterusan boleh menyebabkan rayapan atau kelonggaran tekanan setempat dalam bahan berasaskan polimer.

Reka bentuk mungkin memerlukan:

·  Kawasan pengagihan beban yang lebih besar

·  Pengehad mampatan logam

·  Sisipan beracuan

·  Tork pengetatan terkawal

·  Ketebalan dinding setempat meningkat

·  Pengukuhan di sekeliling titik pelekap

Ujian tarik keluar, tork, kelonggaran dan kitaran haba hendaklah dilakukan pada sistem sisipan dan pengancing yang dicadangkan.

3. Sahkan Keperluan Elektrik dan Terma

Salah satu kelebihan utama bahan perumahan bateri SMC  ialah keseimbangan antara prestasi struktur dan penebat elektrik.

Sifat elektrik yang berkaitan mungkin termasuk:

·  Kekuatan dielektrik

·  Kerintangan isipadu

·  Kerintangan permukaan

·  Indeks penjejakan perbandingan

·  Rintangan arka

·  Rintangan penebat selepas pendedahan kelembapan

Nilai ujian hendaklah disemak pada ketebalan yang dimaksudkan dan selepas penyaman alam sekitar. Kelembapan, pencemaran, suhu tinggi dan penuaan boleh menjejaskan prestasi elektrik.

Keperluan terma juga harus ditakrifkan dengan teliti. SMC biasanya tidak dipilih untuk mengalirkan haba dari sel dengan cara yang sama seperti aluminium. Jika kepungan adalah sebahagian daripada sistem pengurusan terma, pereka bentuk mesti mempertimbangkan kekonduksian haba bahan dan laluan pemindahan haba.

Dalam sesetengah reka bentuk, kekonduksian terma yang rendah adalah bermanfaat kerana ia melambatkan pemindahan haba. Dalam yang lain, bateri memerlukan pelesapan haba terkawal melalui plat penyejuk khusus. Oleh itu, pemilihan SMC mesti diselaraskan dengan reka bentuk pengurusan terma yang lengkap.

4. Padankan Formulasi SMC dengan Proses Pengacuan

SMC ialah bahan sedia-acuan yang terdiri terutamanya daripada resin, gentian kaca cincang, pengisi mineral, bahan tambahan dan sistem pemekat. Ia biasanya mampatan dibentuk di bawah haba dan tekanan.

Formulasi yang betul mesti menyediakan prestasi bahagian siap dan pemprosesan yang stabil.

Sistem resin

Sistem poliester tak tepu dan ester vinil digunakan secara meluas dalam SMC. Resin menjejaskan prestasi mekanikal, rintangan kimia, pengecutan, tingkah laku terma dan kos.

SMC gred elektrik standard tidak boleh digunakan secara automatik untuk kepungan EV. Formulasi mungkin perlu diselaraskan untuk:

·  Rintangan hentaman yang lebih tinggi

·  Meningkatkan ketahanan api

·  Pengecutan rendah

·  Rintangan kimia yang lebih baik

·  Ketumpatan berkurangan

·  Rintangan haba yang lebih tinggi

·  Pelepasan rendah

·  Keperluan permukaan automotif

Kandungan gentian kaca dan panjang gentian

Kandungan kaca yang lebih tinggi boleh meningkatkan kekuatan dan kekakuan, tetapi ia juga boleh menjejaskan aliran, penampilan permukaan dan pengisian acuan.

Semasa pengacuan mampatan, orientasi gentian berkembang apabila cas SMC mengalir melalui rongga. Ini boleh menghasilkan sifat yang berbeza dalam arah yang berbeza. Oleh itu, saiz caj, kedudukan caj dan jarak aliran hendaklah dinilai semasa pembangunan proses.

Untuk kawasan bermuatan tinggi, tetulang tempatan atau struktur hibrid mungkin lebih berkesan daripada hanya meningkatkan kandungan kaca di seluruh bahagian.

Aliran acuan

Penutup bateri EV yang besar mungkin mengandungi rusuk, bahagian dalam, saluran pengedap dan sisipan logam. SMC mesti mengalir cukup jauh untuk mengisi rongga tanpa pemisahan gentian yang berlebihan, garisan kimpalan atau udara terperangkap.

Pembolehubah acuan penting termasuk:

·  Suhu acuan

·  Tekanan acuan

·  Mengecas berat

·  Corak caj dan liputan

·  Kelajuan penutupan

·  Masa penyembuhan

·  Membuang udara

·  Ketebalan bahagian

·  Jarak aliran

·  Masukkan kedudukan

Gred hendaklah diuji menggunakan geometri perwakilan apabila boleh.

Kapasiti perkakas dan tekan

Penutup bateri yang besar memerlukan penekan dengan saiz plat, cahaya siang, kawalan penutup dan tonase yang mencukupi. Daya tekan yang diperlukan bergantung pada kawasan bahagian yang diunjurkan dan tekanan acuan—bukan sahaja berat bahagian.

Perkakas harus menangani:

·  Pemanasan seragam

·  Pemindahan udara

·  Kawalan denyar

·  Dimensi pengedap-bebibir yang tepat

·  Mempamerkan

·  Masukkan kedudukan

·  Pengagihan tekanan tempatan

Simulasi aliran acuan dan semakan awal pembuatan boleh menghalang pengubahsuaian yang mahal selepas alat pengeluaran telah disiapkan.

Masa kitaran dan pengawetan

SMC mesti menyembuhkan secara konsisten merentasi kedua-dua bahagian tebal dan nipis. Penyembuhan yang tidak mencukupi boleh mengurangkan rintangan haba, kekuatan dan kestabilan dimensi. Walau bagaimanapun, masa penyembuhan yang berlebihan mengurangkan kecekapan pengeluaran.

Percubaan pengeluaran harus mengesahkan:

·  Masa penyembuhan stabil minimum

·  Penyembuhan teras dan permukaan

·  Menunjukkan tingkah laku

·  Perubahan dimensi selepas acuan

·  Warpage

·  Kecacatan permukaan

·  Konsistensi sifat mekanikal

5. Menilai Ketahanan Alam Sekitar

Penutup bateri EV beroperasi di bawah perubahan suhu, kelembapan dan keadaan jalan. Program kelayakan material harus mewakili pasaran kenderaan yang dimaksudkan.

Penilaian yang disyorkan mungkin termasuk:

·  Pendedahan suhu tinggi dan rendah

·  Berbasikal haba

·  Penuaan suhu dan kelembapan

·  Penyerapan air

·  Pendedahan semburan garam

·  Rendaman kimia

·  Pendedahan UV untuk bahagian luaran yang boleh dilihat

·  Kerikil dan kesan batu

·  Getaran selepas penuaan persekitaran

·  Prestasi meterai selepas berbasikal

Bahan juga harus dinilai bersama-sama dengan salutan, pelekat, gasket, sisipan dan pengikat. Perbezaan dalam pengembangan haba antara SMC dan komponen logam boleh mempengaruhi beban sendi dan prestasi pengedap.

6. Kawalan Ketebalan, Lekapan dan Permukaan Pengedap

Pengedap penutup bateri adalah penting untuk menghalang air, habuk dan bahan cemar daripada memasuki pek. Penutup acuan besar mesti mengekalkan kerataan bebibir dan ketepatan dimensi selepas acuan dan kitaran haba.

Reka bentuk harus mengelakkan variasi ketebalan yang tidak perlu. Peralihan yang mendadak boleh menghasilkan aliran tidak sekata, tegasan dalaman, tanda tenggelam dan lengkungan.

Langkah reka bentuk yang berguna termasuk:

·  Peralihan ketebalan secara beransur-ansur

·  Susunan rusuk yang seimbang

·  Bucu dalaman bulat

·  Geometri bebibir yang konsisten

·  Sudut draf yang betul

·  Nisbah rusuk-ke-dinding terkawal

·  Penempatan caj strategik

·  Peneguhan keseluruhan setempat dan bukannya berlebihan

Sistem gasket, jarak bolt dan pesongan bebibir yang dibenarkan hendaklah ditakrifkan sebelum bahagian dan acuan SMC dimuktamadkan.

Senarai Semak Pemilihan SMC untuk Penutup Bateri EV

Kesilapan Biasa Pemilihan SMC

Beberapa kesilapan boleh melambatkan projek penutup bateri EV:

1. Memilih bahan hanya daripada data UL 94 V-0.
V-0 tidak mewakili keseluruhan senario kebakaran haba atau kebakaran kenderaan.

2. Mengabaikan ketebalan yang diuji.
Penilaian kemudahbakaran atau nilai dielektrik mungkin tidak digunakan pada dinding pengeluaran yang lebih nipis.

3. Menggunakan kekuatan kupon sebagai spesifikasi struktur lengkap.
Aliran gentian, rusuk, garisan kimpalan dan sisipan mempengaruhi prestasi komponen sebenar.

4. Menentukan kekuatan maksimum tanpa mengambil kira aliran acuan.
Sesuatu formulasi mesti mengisi alat dengan pasti serta memenuhi keperluan mekanikal.

5. Menganggap penutup SMC sebagai salinan lungsur bahagian logam.
Bahagian komposit memerlukan reka bentuk rusuk, bebibir, pengancing dan ketebalannya sendiri.

6. Mengesahkan bahan tetapi bukan kepungan yang dipasang.
Pengedap, sambungan, sisipan dan antara muka sering menentukan prestasi pek akhir.

Penyelesaian SMC tersuai daripada JLON

JLON membekalkan sebatian SMC tersuai  untuk aplikasi elektrik, automotif dan pengangkutan. Oleh kerana sistem bateri EV mempunyai seni bina kepungan dan sasaran pengesahan yang berbeza, rumusan SMC harus dipadankan dengan projek individu dan bukannya dipilih daripada gred tujuan umum tunggal.

Arah pembangunan yang tersedia termasuk:

·  SMC kalis api 

·  Penebat elektrik SMC 

·  SMC gentian kaca berkekuatan tinggi 

·  SMC pengecutan rendah 

·  SMC tahan haba 

·  SMC tahan kakisan 

·  SMC untuk penutup bateri EV 

·  SMC untuk dulang bateri dan panel pelindung 

·  SMC untuk penutup elektrik voltan tinggi 

·  SMC automotif berwarna tersuai 

Untuk mengesyorkan formulasi yang sesuai, JLON biasanya menyemak maklumat berikut:

·  Lukisan bahagian atau model 3D

·  Permohonan yang dimaksudkan

·  Piawaian kebakaran yang diperlukan

·  Ketebalan dinding pengeluaran minimum

·  Sasaran mekanikal-harta

·  Keperluan prestasi elektrik

·  Suhu operasi dan puncak

·  Keadaan pendedahan kimia

·  Bahagian berat dan dimensi

·  Tekan dan acuan maklumat

·  Permintaan tahunan

·  Laporan ujian yang diperlukan atau kelulusan automotif

Pengacuan prototaip dan ujian komponen perwakilan amat disyorkan sebelum kelulusan pengeluaran.

Kesimpulan

Memilih SMC untuk penutup bateri EV  memerlukan lebih daripada membandingkan kekuatan tegangan atau meminta gred kalis api am. Bahan mesti berfungsi sebagai sebahagian daripada sistem lengkap yang merangkumi geometri kepungan, reka bentuk pengedap, sisipan, sistem penyejukan, modul bateri dan struktur kenderaan.

Formulasi SMC terbaik harus menyediakan keseimbangan praktikal:

·  Tahan api dan haba

·  Kekuatan mekanikal dan kekakuan

·  Ketahanan kesan dan getaran

·  Penebat elektrik

·  Rintangan kakisan dan kimia

·  Kestabilan dimensi

·  Aliran acuan yang boleh dipercayai

·  Masa kitaran pengeluaran yang kompetitif

Paling penting, tuntutan kebakaran, struktur dan elektrik hendaklah disahkan pada ketebalan dinding yang dimaksudkan dan kemudian disahkan pada kepungan siap.

Untuk projek baharu SMC penutup bateri EV  , hubungi JLON dengan lukisan, keperluan prestasi dan keadaan pengacuan anda. Pasukan kami boleh membantu menilai rumusan yang diperlukan dan menyediakan penyelesaian bahan SMC tersuai.