Tối ưu hóa thiết kế bộ pin

Bộ ắc quy điện là bộ phận cốt lõi cũng như là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng vận hành chung của xe. Trọng lượng của bộ pin chiếm 20-30% tổng trọng lượng xe, chi phí sản xuất lên tới 50% tổng giá thành xe. Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường xe điện, nhu cầu về bộ pin điện ngày càng trở nên nghiêm ngặt, bao gồm các yêu cầu về phạm vi hoạt động mở rộng, công suất và năng lượng riêng cao cũng như độ an toàn và độ tin cậy cao. Trọng lượng nhẹ, như một con đường quan trọng để nâng cao hiệu suất xe điện, là điều hết sức quan trọng. Thiết kế giảm nhẹ bộ pin chủ yếu xảy ra ở cấp độ thiết kế hệ thống và cấp độ thiết kế chi tiết. Thiết kế lý tưởng phải giảm tối đa trọng lượng đồng thời đáp ứng mọi yêu cầu về hiệu suất của xe điện. Dưới đây là năm phương pháp hiệu quả: Tối ưu hóa bố cục bộ pin: Dựa trên các yếu tố như chế độ lái xe, trọng tâm và khoảng sáng gầm xe, việc sắp xếp nối tiếp và song song các mô-đun pin được tối ưu hóa để thích ứng với các đặc điểm không gian khác nhau của xe. Tối ưu hóa mô-đun pin: Bắt đầu với các thông số pin và kích thước pin riêng lẻ, bố cục bên trong của vỏ hộp pin được tối ưu hóa và mức độ thiết kế được giảm xuống để đạt được mức sử dụng tối đa không gian vỏ. Ví dụ: công nghệ thiết kế từng ngăn (CTP) của Công ty TNHH Công nghệ Amperex Đương đại (CATL) trực tiếp cố định các ngăn vào vỏ hộp pin, tăng mức sử dụng khối lượng và giảm chi phí sản xuất. Phương pháp nhóm ô mới: Bằng cách sử dụng thiết kế mô-đun lớn và thiết kế tích hợp, mức độ trung gian được giảm xuống và việc sử dụng không gian vỏ được cải thiện. Thiết kế "pin lưỡi" của BYD là một ví dụ điển hình, trong đó các tế bào phẳng, kích thước lớn được sắp xếp thành mảng bên trong vỏ bộ pin, giúp tăng cường đáng kể mật độ năng lượng của bộ pin. Ứng dụng vật liệu nhẹ: Việc sử dụng các vật liệu nhẹ như hợp kim nhôm và vật liệu composite có tác dụng giảm trọng lượng đáng kể cho vỏ hộp pin. Các vật liệu tổng hợp như nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh (SMC) và polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP) không chỉ giảm trọng lượng mà còn cải thiện khả năng cách nhiệt và dễ gia công. Thiết kế giới hạn: Trong giai đoạn thiết kế chi tiết, việc tối ưu hóa hiệu suất hoặc sửa đổi thiết kế sau này được tiến hành. Với sự hỗ trợ của công nghệ phân tích mô phỏng thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAE), các giá trị quan trọng của thiết kế được định vị chính xác, đảm bảo cấu trúc đáp ứng các yêu cầu thiết kế đồng thời giảm thiểu trọng lượng. Xu hướng thiết kế nhẹ hơn trong tương lai nằm ở việc tối ưu hóa cấu trúc bộ pin đa vật liệu. Các vật liệu nhẹ như hợp kim magie và vật liệu composite có tác dụng giảm trọng lượng đáng kể trong thiết kế cấu trúc nhẹ của bộ pin. Tuy nhiên, có một số hạn chế trong việc ứng dụng vật liệu nhẹ trong thiết kế cấu trúc bộ pin, chẳng hạn như thiếu cấu trúc bộ pin vừa mang lại hiệu quả về hiệu suất vừa giảm trọng lượng và chưa đủ nghiên cứu về phương pháp lựa chọn đa vật liệu cho bộ pin. Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung nhiều hơn vào việc ứng dụng hợp lý các vật liệu và phương pháp thiết kế đa vật liệu có xem xét các hạn chế về hiệu suất. Việc làm nhẹ bộ pin không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà còn là vấn đề kỹ thuật hệ thống. Nó liên quan đến nhiều lĩnh vực như khoa học vật liệu, cơ khí và kỹ thuật điện tử, đòi hỏi sự hợp tác và đổi mới liên ngành. Với sự xuất hiện liên tục của các vật liệu và công nghệ mới, chúng ta có thể dự đoán rằng việc làm nhẹ bộ pin sẽ mang lại nhiều khả năng nâng cao hiệu suất và giảm chi phí cho xe điện. Điều này cũng sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp xe điện phát triển theo hướng tiết kiệm và thân thiện với môi trường hơn. Công ty TNHH Công nghiệp ZhongTai cam kết đáp ứng nhu cầu cá nhân của khách hàng bằng cách cung cấp dịch vụ chế tạo kim loại chuyên nghiệp.