「走行距離不安」を軽減するために電気自動車用バッテリー包装シェルに使用される複合材料
環境保護庁(EPA)は、100ポンドごとに車が失われると、燃費は1〜2%増加すると述べています。電気自動車(EV)業界は、エネルギー効率の向上と「マイレージ不安」の緩和に取り組んでおり、ビジネスチャンスをもたらすことは間違いありません。電気自動車のバッテリー包装シェル(バッテリスロット、ボックスまたはシェルとも呼ばれる)は、主にバッテリーのパッケージ化と保護に使用されます。形や大きさが違い、他の自動車部品と同様、素材の面でも様々な選択肢があり、素材同士の競争が激しい。アルミニウムとスチールは、電池包装のための伝統的な材料です。しかし、複合材料はより良い代替手段を提供することができ、電気自動車の性能を大幅に向上させます。
難問
現在、電気自動車の大規模な人気は、運転距離が1回の充電後に十分に長くないことを人々が心配しているため、走行距離の不安に悩まされています。走行距離の不安を軽減するために、人々が安全で軽く費用対効果の高い電気自動車を必要としていることは間違いありません。電気自動車がこの目標を市場で達成するためには、その部品もこれらの特性を持たなければなりません。部品の安全性や機能性に影響を与えずに軽量な材料で作ることができる場合、それは間違いなく、相手先ブランド供給メーカー(OEM)およびシステムサプライヤーの設計者や材料スクリーナにとって賢明な選択です。
いくつかの点で、金属材料を複合材料に置き換えることは、従来の機能と比較するだけでなく、複合材料が追加の利点をもたらすので、以前の性能を上回ることさえあります。優れた例としては、複合材料が軽量化、断熱性の向上、騒音の低減、振動の低減、音や振動の粗さを低減することができるため、電気自動車の電池包装シェルがあります。複合機能のすべての側面を詳しく見てみましょう。
重量を減らす
複合材料を選ぶ主な駆動要因は車体の軽量化であると言えます。電池シェルがアルミニウムの代わりに100%複合材料で作られている場合、車体の重量を最大40%削減することができます。複合材料で作られたバッテリーパッケージは軽量で、車両設計にプラスの効果があります。バッテリーボックスファクターにより車体の重量が小さくなるため、軽量車を牽引する際に必要なバッテリーとエンジンサイズが小さくなります。このプラススパイラル効果は、車両コストと走行距離の不安を軽減し、電気自動車の大規模な使用を促進するのに役立ちます。
保温
複合材料の軽量性に加えて、それはまた車体の重量をさらに減らし、サプライチェーンおよびバリューチェーンを合理化するのを助ける別の絶縁システムのための必要性を避ける。金属電池包装シェルの場合、バッテリーの動作温度を維持するために、材料の周りに断熱システムを設置する必要があります。複合材料は断熱性の特性を有するため、熱伝達を防止する効果が高いため、システムに加えた重量成分を追加する必要はありません。
騒音、振動、粗さ
安全性に関する重要な要素ではありませんが、低ノイズ車はより商業的に実現可能です。騒音、振動、振動、振動の粗さ(NVH)は、振動や騒音の結果であり、キャブ内の音を通して広がり、発散します。金属材料と比べると、固有の減衰特性により複合材料の騒音、振動、音響振動粗さ(NVH)が小さくなっています。これはバッテリーパッケージやその他の車両部品に当てはまり、2つの違いは、運転経験の面では、1つはより豪華で快適であり、もう1つは快適でないことを意味するかもしれません。
安全
より大きなボディの観点から、複合電池シェルは、バッテリーを保護するだけでなく、車両内の乗客を保護することができるボディ構造の一部として設計することができます。複合材料の強度と剛性特性は、アルミニウムまたはスチールの強度を超え、より優れた衝突安全性を提供します。この組み合わせは、バッテリーパッケージサプライヤーとシャーシ設計者との緊密な協力を必要としますが、車両の安全性を向上させることは可能です。
パルトルション成形
総コストを削減するには、大規模な生産が非常に重要です。パルトルスなどの連続製造方法を使用して、電気自動車用のバッテリパック部品を製造することができます。他の複合製造方法と比較して、粉砕プロセスにより、複合メーカーは同じ断面でより多くの繊維を充填することができ、より強いが軽い部品を製造することができます。
ファイバーは材料の負荷を運ぶ部分であることを覚えておいてください。複合メーカーと密接に連携して、繊維の含有量と配置は、強度比特性に対して最高の重量を達成するために正確に設計することができます。
今後どのように進化していくのでしょうか。
米国環境保護庁(EPA)が予測したように、相手先ブランドメーカー(OEM)が車両軽量からエネルギー効率を得ることができれば、コンポジットは間違いなく役割を果たします。その機能は、単に車両の重量を減らすだけでなく、衝突安全性を向上させ、車両のダイナミックな性能と運転経験を向上させ、車両の全体的な強度を向上させることです。走行距離の不安は、電気自動車業界が克服しなければならない重要な問題の1つです。従来のバッテリーシェル材料以外の材料の選択を考慮することは、車体の重量を減らし、燃費を向上させるための重要なステップです。
ソース: ユング
