Hộp pin là một thành phần hoàn toàn mới trong xe năng lượng mới, với giá trị khoảng 3.000 nhân dân tệ cho mỗi xe. Hộp pin chủ yếu bao gồm nắp trên và vỏ dưới, đóng vai trò là "bộ xương" của mô-đun pin năng lượng, được sử dụng để bảo vệ khối pin (PACK) khỏi các tác động bên ngoài, chống bụi và chống thấm nước.
Trong cấu trúc của pin lithium ion, vỏ pin xe điện chiếm khoảng 20-30% tổng trọng lượng của hệ thống và là thành phần cấu trúc chính.
Do đó, dưới tiền đề đảm bảo an toàn chức năng của hệ thống pin và an toàn tổng thể của xe, việc giảm trọng lượng của vỏ pin xe điện đã trở thành mục tiêu cải tiến chính của hệ thống pin.
Công nghệ giảm trọng lượng của vỏ pin xe điện bao gồm vật liệu mới, quy trình mới và thiết kế mới (tích hợp vỏ và hệ thống quản lý nhiệt, thiết kế tích hợp với thân xe).
Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm tấm thép, tấm nhôm, nhôm định hình, nhôm đúc, vật liệu composite sợi thủy tinh, vật liệu composite SMC và vật liệu composite sợi carbon.
Nissan Leaf sử dụng vỏ thép, quy trình chính là dập thép và kết nối bằng hàn điểm. Vỏ thép có thể mang lại độ bền và độ cứng cao, quy trình đơn giản, đây là quy trình truyền thống và thống nhất trong lĩnh vực sản xuất thân xe.
Tấm nhôm + Nhôm đúc
Hộp pin bằng nhôm đúc nguyên khối có tính toàn vẹn tốt, giúp tránh được các vấn đề về hàn, làm kín, rò rỉ nước và ăn mòn như ở vỏ thép hoặc nhôm định hình. Các phiên bản hybrid của Cadillac CT6 và Audi Q7 e-tron đều sử dụng vỏ hợp kim nhôm. Vỏ pin dưới của hai mẫu xe này được làm bằng hợp kim nhôm đúc, và vỏ trên (tấm đậy) được làm bằng tấm nhôm dập.
Vỏ dưới bằng hợp kim nhôm đúc được chế tạo bằng quy trình đúc một lần, đơn giản và có thể mang lại độ bền, độ cứng và hiệu suất làm kín tốt hơn.
Vỏ trên bằng hợp kim nhôm chủ yếu được sử dụng để làm kín, và các bộ phận dập từ tấm nhôm được sử dụng để giảm trọng lượng. Do giới hạn về công suất của thiết bị máy đúc, vỏ nhôm đúc thường có kích thước tương đối nhỏ và thường được sử dụng trong hệ thống pin năng lượng cho xe hybrid.
Tấm nhôm + Nhôm định hình
Vỏ pin có khung bằng hợp kim nhôm và cấu trúc tấm nhôm có thiết kế cấu trúc linh hoạt, giảm trọng lượng đáng kể và công nghệ成熟. Khung nhôm định hình có thể mang lại độ cứng và độ bền cao, và các bộ phận dập từ tấm nhôm được sử dụng để làm kín. Tesla Model S, Weilai ES8, Volkswagen MEB và các dự án khác đều sử dụng khung hợp kim nhôm và cấu trúc tấm nhôm.
Nhựa + Tấm nhôm
BYD, nhà sản xuất xe điện lớn nhất thế giới, sử dụng nhựa cho tấm trên và nhôm cho tấm dưới làm vỏ pin để tăng mật độ năng lượng của bộ pin và kéo dài tuổi thọ pin.
Lấy mẫu xe Qin Pro EV500 làm ví dụ, so với mẫu Qin EV thế hệ trước, trọng lượng của bộ pin đã giảm 157kg, và mật độ năng lượng hệ thống đã tăng lên 160 Wh/kg. Theo dữ liệu chính thức của BYD, Qin Pro EV500 có phạm vi di chuyển 420 km và phạm vi di chuyển tối đa là 500 km.
Các mẫu xe như Geely Emgrand EV450 và GAC Trumpchi GE3 530 sử dụng vật liệu nhẹ SMC cho vỏ trên và nhôm cường độ cao cho vỏ dưới. Mật độ năng lượng của hệ thống pin sau này là 160Wh/kg, đã đạt đến mức tối đa.
Vỏ pin composite gia cường bằng sợi carbon (CFRP) của NIO ES6 nhẹ hơn 40% so với vỏ pin nhôm hoặc thép thông thường, có độ cứng cao và độ dẫn nhiệt thấp hơn 200 lần so với nhôm.
Vỏ pin xe điện có thể được làm từ thép dập nóng. Trong trường hợp va chạm, cần tránh sự xâm nhập vào bộ pin và tránh các rủi ro như cháy và nổ. Tuy nhiên, hiện tại vẫn chưa có ứng dụng quy mô lớn trong ô tô.
Ngoài ra, vỏ pin xe điện cũng có thể được làm từ nhôm xốp và các vật liệu khác, nhưng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong ô tô.
Đánh giá từ các chỉ số vật liệu toàn diện, vật liệu hợp kim nhôm có thể đáp ứng các yêu cầu cấu trúc của các bộ phận xe, bao gồm cả hệ thống pin, và vẫn là vật liệu ưu tiên để thay thế một số cấu trúc thép.
Tuy nhiên, bản thân tấm thép cường độ cao cũng đang đi theo con đường công nghệ giảm trọng lượng. Do đó, vật liệu hợp kim nhôm và tấm thép cường độ cao nhẹ luôn trong tình trạng giằng co trên con đường lựa chọn vật liệu. Hiệu quả giảm trọng lượng của nhôm là rõ ràng nhất, vì vậy nó sẽ ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn trong tương lai. Mặc dù chi phí của hợp kim nhôm tương đối cao, nhưng khả năng gia công tuyệt vời, mật độ thấp (mật độ của hợp kim nhôm là 2,7g/cm³), khả năng chống ăn mòn, khả năng tái chế cao và quy trình tái chế có những ưu điểm rõ ràng. Đây là một chỉ số quan trọng trong quá trình định lượng.
Tất nhiên, tùy thuộc vào các yếu tố chi phí, việc ứng dụng hợp kim nhôm trên các mẫu xe khác nhau là không giống nhau.
Tesla Model S là chiếc xe có hàm lượng nhôm cao nhất. Từ thân xe đến cấu trúc hệ thống pin, vật liệu nhôm chiếm tỷ lệ lớn. Bởi vì nhóm khách hàng mục tiêu của Model S vào thời điểm đó là khách hàng cao cấp.
Tuy nhiên, vật liệu quan trọng nhất được sử dụng trong các mẫu xe phổ biến khác là thép cường độ cao, vốn có lợi thế về chi phí. Ví dụ, Nissan Leaf, Volkswagen Golf và Toyota Prius có xu hướng tập trung vào tấm thép cường độ cao và thép định hình đặc biệt. Không có một vật liệu nào có thể hoàn toàn thay thế một vật liệu khác. Bất kỳ vật liệu nào, dù xét từ góc độ chi phí hay hiệu suất, đều có những ưu điểm riêng và phát triển song song. Chỉ có thể nói rằng một vật liệu, ở một khía cạnh nhất định, có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu phát triển của công nghệ hoặc thị trường.
Nhu cầu thị trường đối với vỏ pin có thể được kỳ vọng trong tương lai. Là một ngành sản xuất tài sản nặng, việc các công ty ô tô tự sản xuất vỏ pin quy mô lớn thường kém kinh tế, và vỏ pin chủ yếu được cung cấp bởi các bên thứ ba.
Ngày nay, hầu hết các nhà máy sản xuất pin trong ngành đều cung cấp cell ( thỏi pin) cho các công ty ô tô, và các công ty ô tô tự hoàn thiện bộ pin, vì vậy hầu hết các hộp pin đều được các công ty ô tô mua trực tiếp.
Dựa vào thị trường tiêu dùng khổng lồ, các công ty sản xuất vỏ pin năng lượng dự kiến sẽ dẫn đầu trong việc phát triển thị trường và nghiên cứu phát triển công nghệ, hình thành các lợi thế kỹ thuật cốt lõi về phụ tùng ô tô nhẹ bằng hợp kim nhôm và tích lũy kinh nghiệm cho việc ứng dụng hợp kim nhôm trong các bộ phận thân xe.
V-Proud cung cấp các giải pháp đo lường và kiểm soát chất lượng toàn diện để đảm bảo rằng vỏ pin xe điện được sản xuất với độ chính xác cao, đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật và an toàn, góp phần vào việc sản xuất những chiếc xe điện an toàn, đạt chuẩn chất lượng.
HÃY LIÊN HỆ VỚI V-PROUD NGAY HÔM NAY ĐỂ NHẬN TƯ VẤN, GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG TRONG KHÂU SẢN XUẤT, ĐO LƯỜNG VÀ HIỆU CHỈNH VỎ PIN XE ĐIỆN/EV BATTERY CASE.
(84) 896 555 247
