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Analyse sur la conception et le développement de boîtiers de batteries de véhicules à énergie nouvelle
2024.04.30 tony.liu@walmate.com

      

Les trois principaux objectifs du développement actuel des véhicules à énergies nouvelles (sécurité, légèreté et fiabilité) sont étroitement liés au bloc de batterie, et le boîtier du bloc de batterie est le composant porteur du système de batterie, qui affecte la collision et la consommation d'énergie. énergie du véhicule. batterie et même tout le véhicule. Impact significatif.


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Structure de batterie de véhicule à nouvelle énergie


1. Sécurité de la batterie

En tant que composant essentiel de la cellule de puissance, du moteur d'entraînement et des systèmes électriques des véhicules électriques, la batterie affecte directement les principaux indicateurs de performance des véhicules à énergies nouvelles, et sa sécurité détermine souvent la fiabilité de l'ensemble du véhicule. Les batteries de véhicules à énergie nouvelle présentent d'énormes risques pour la sécurité lors des collisions. La déformation par collision entraînera l'apparition de courts-circuits, de circuits ouverts, d'un échauffement constant, d'explosions, etc. modules de batterie. La clé de la conception de la sécurité du bloc de batterie est de réduire le degré de dommages au bloc de batterie lors d'une collision. Par conséquent, l'optimisation du chemin de transmission de la force de collision du véhicule et l'amélioration de l'effet protecteur de la coque du bloc de batterie sont essentielles à la conception. Actuellement, la technologie de simulation est largement utilisée.  En établissant un modèle de simulation de batterie, nous pouvons prédire les modes de défaillance dans des conditions de travail telles que collision, extrusion, impact et chute, et optimiser systématiquement la structure de la coque de la batterie et la taille des pièces pour mener des opérations multiples. -Évaluations objectives de la sécurité des batteries. Optimisées pour améliorer la sécurité.

2. Batterie légère

L'utilisation d'acier à haute résistance, d'acier à ultra haute résistance, d'alliages d'aluminium et de matériaux composites est un lien nécessaire pour parvenir à l'allègement des véhicules à énergie nouvelle. Étant donné que la coque supérieure de la batterie n'est pas utilisée pour la protection et le support, mais uniquement pour l'étanchéité et la protection contre la poussière, la coque supérieure est principalement constituée de plaques d'acier, d'alliages d'aluminium et de matériaux composites. Le boîtier inférieur de la batterie joue principalement le rôle de supporter toute la masse de la batterie, de résister aux chocs externes et de protéger le module de batterie dans le système de batterie. Les processus de préparation courants pour les boîtiers inférieurs des batteries comprennent: profilés en aluminium extrudé + formage par soudage, plaques d'aluminium embouties + formage par soudage, aluminium moulé sous pression + formage par moulage. À l'heure actuelle, les profilés en aluminium extrudé + formage par soudage constituent une solution de fabrication de boîtiers inférieurs couramment utilisée par les entreprises nationales, car ils sont moins difficiles à préparer que les boîtiers inférieurs en aluminium estampé et ont une taille de coulée plus grande que les boîtiers inférieurs en aluminium.


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Étant donné que le bloc de batterie et le châssis des véhicules à énergies nouvelles se chevauchent fortement, l'intégration et l'optimisation des structures du châssis et du bloc de batterie sont très importantes pour alléger les véhicules à énergies nouvelles.

La technologie CTP, généralement, les packs de batteries sont assemblés en modules, puis les modules sont installés dans le pack de batteries. Cette technologie omet l'étape intermédiaire des modules et intègre directement les cellules de batteries dans le pack de batteries. Le pack de batteries est intégré sous le plancher de la carrosserie en tant que partie de la structure du véhicule. La technologie CTP améliore efficacement l'utilisation de l'espace et la densité énergétique du pack de batteries, ainsi que la rigidité globale du pack de batteries.

La technologie CTC, version avancée de la technologie CTP, intègre directement les cellules de batterie dans le cadre du plancher, en utilisant le boîtier du pack de batteries comme plaques supérieure et inférieure du plancher. Les sièges sont directement connectés au couvercle supérieur du pack de batteries, permettant une utilisation de l'espace atteignant 63%.

La technologie CTB, une version améliorée de la CTC, conserve la structure des traverses et les supports de sièges, remplaçant seulement une partie du plancher par le couvercle supérieur du pack de batteries. L'utilisation de l'espace est ainsi portée à 66%, tout en maintenant une structure de carrosserie plus complète et une sécurité accrue.

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Mode de montage des packs de batteries



3.Fiabilité du pack de batteries

Le processus complet de la durée de vie à la défaillance par fatigue du boîtier de la batterie est le suivant : sous l'effet des charges cycliques, de fines fissures commencent à apparaître à la surface du boîtier, des micro-fissures de fatigue locales se développent progressivement, entraînant finalement une rupture instantanée de la pièce. En particulier, les joints de connexion du boîtier de la batterie sont des zones à haute probabilité de défaillance par fatigue. Les simulations expérimentales du boîtier de la batterie sont une méthode courante pour améliorer la fiabilité du design du pack de batteries. Selon les exigences de l'industrie, l'étanchéité du boîtier de la batterie doit atteindre le niveau IP6K7, et certaines entreprises exigent même le niveau IP6K9K. Étant donné que la longueur de l'étanchéité du boîtier de la batterie est généralement de plusieurs mètres et que les structures de conception d'étanchéité sont peu nombreuses, une attention particulière doit être portée à son étanchéité.

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