Strategien zur Gewichtsreduzierung von Batteriepacks

Der Power-Akku ist eine Kernkomponente und ein entscheidender Faktor für die Gesamtleistung des Fahrzeugs. Das Gewicht des Batteriepakets macht 20–30 % des Gesamtgewichts des Fahrzeugs aus, wobei die Produktionskosten bis zu 50 % der Gesamtkosten des Fahrzeugs betragen. Mit der rasanten Entwicklung des Marktes für Elektrofahrzeuge sind die Anforderungen an Batteriepakete immer strenger geworden, einschließlich der Anforderungen an eine größere Reichweite, eine hohe spezifische Leistung und Energie sowie eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit. Der Leichtbau als entscheidender Weg zur Verbesserung der Leistung von Elektrofahrzeugen ist von größter Bedeutung. Das Leichtbaudesign für Batteriepacks erfolgt hauptsächlich auf der Systemdesignebene und der detaillierten Designebene. Das ideale Design sollte die Gewichtsreduzierung maximieren und gleichzeitig alle Leistungsanforderungen von Elektrofahrzeugen erfüllen. Hier sind fünf wirksame Methoden: Optimierung des Batteriepack-Layouts: Basierend auf Faktoren wie Fahrzeugfahrmodus, Schwerpunkt und Bodenfreiheit wird die Reihen- und Parallelanordnung von Batteriemodulen optimiert, um sich an verschiedene Fahrzeugraumeigenschaften anzupassen. Optimierung des Batteriemoduls: Ausgehend von den Zellparametern und den einzelnen Zellabmessungen wird die interne Anordnung des Batteriepackgehäuses optimiert und die Designebenen reduziert, um eine maximale Ausnutzung des Gehäuseraums zu erreichen. Beispielsweise fixiert die Cell-to-Pack (CTP)-Designtechnologie von Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) Zellen direkt am Gehäuse des Batteriepacks, wodurch die Volumenausnutzung erhöht und die Produktionskosten gesenkt werden. Neue Zellgruppierungsmethoden: Durch den Einsatz von Großmoduldesign und integriertem Design werden Zwischenebenen reduziert und die Gehäuseraumausnutzung verbessert. Das „Blade Battery“-Design von BYD ist ein Paradebeispiel, bei dem flache, große Zellen in einer Reihe innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet sind, wodurch die Energiedichte des Batteriepakets deutlich erhöht wird. Einsatz leichter Materialien: Die Verwendung leichter Materialien wie Aluminiumlegierungen und Verbundwerkstoffe führt zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung des Batteriegehäuses. Verbundwerkstoffe wie glasfaserverstärkter Kunststoff (SMC) und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) reduzieren nicht nur das Gewicht, sondern verbessern auch die Isolierung und erleichtern die Verarbeitung. Limit Design: Während der detaillierten Designphase werden Leistungsoptimierungen oder spätere Designänderungen durchgeführt. Mit Hilfe der CAE-Simulationsanalysetechnologie (Computer Aided Design) werden die kritischen Designwerte genau lokalisiert, um sicherzustellen, dass die Struktur den Designanforderungen entspricht und gleichzeitig das Gewicht minimiert wird. Der zukünftige Trend im Leichtbaudesign liegt in der Optimierung von Multimaterial-Batteriepackstrukturen. Leichte Materialien wie Magnesiumlegierungen und Verbundwerkstoffe haben erhebliche Gewichtsreduzierungseffekte beim strukturellen Leichtbaudesign von Batteriepacks. Es gibt jedoch einige Mängel bei der Anwendung von Leichtbaumaterialien im strukturellen Design von Batteriepacks, wie z. B. das Fehlen von Batteriepackstrukturen, die sowohl leistungs- als auch gewichtseffizient sind, und unzureichende Forschung zu Methoden zur Auswahl mehrerer Materialien für Batteriepacks. Zukünftige Forschung sollte sich stärker auf die rationelle Anwendung von Materialien und Multimaterial-Designmethoden konzentrieren, die Leistungsbeschränkungen berücksichtigen. Die Gewichtsreduzierung bei Batteriepacks ist nicht nur ein technisches, sondern auch ein systemtechnisches Problem. Es umfasst mehrere Bereiche wie Materialwissenschaften, Maschinenbau und Elektrotechnik und erfordert interdisziplinäre Zusammenarbeit und Innovation. Angesichts des kontinuierlichen Aufkommens neuer Materialien und Technologien können wir davon ausgehen, dass der Leichtbau von Batteriepaketen mehr Möglichkeiten zur Leistungssteigerung und Kostensenkung in Elektrofahrzeugen mit sich bringen wird. Dies wird auch die Entwicklung der Elektrofahrzeugindustrie in eine umweltfreundlichere und wirtschaftlichere Richtung fördern. ZhongTai Industrial Co., Ltd. ist bestrebt, die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden durch die Bereitstellung professioneller Metallverarbeitungsdienstleistungen zu erfüllen.