机器视觉人的未来博客

电池是电动汽车的核心部件. 同时,如果发生事故,它会造成很大的危险. 因此,由机械和电气部件以及软件组成的复杂系统可以保护电池.

该安全概念包括安装电池的车辆底部的外壳. 安全的电池外壳设计是怎样的, 以及制造商如何确保生产质量?

碰撞安全和防火

电动汽车的电池外壳对车辆安全的贡献主要体现在两个方面:第一, 它能在发生事故时保护电池不受损坏, and second, 如果电池着火,它可以保护汽车乘客.

正面和侧面碰撞, 以及特别危险的侧杆撞击(见插图), 外壳必须经得起损坏,以保护电池单体. 如果它们严重损坏,并且阳极和阴极之间的隔板损坏, 短路很容易发生并点燃电池. 最坏的情况是:热失控,当电池电池着火并烧毁时. Temperatures of over 1,000 degrees arise; the fire can only be extinguished with special equipment.

碰撞测试模拟电动汽车的横向树碰撞. © Dekra

如果发生这种情况,材料必须承受几分钟,并封闭火. 任何产生的气体都必须以可控的方式排到外面. 这使乘客有机会逃到安全的地方. 这就是为什么对电池外壳的要求是:它们必须是密封的, 确保完美的设计和焊缝. 电池盒上的开口可以用塑料颗粒来固定,塑料颗粒在加热下融化并密封开口.

The cover of the battery housing also protects the battery from external fires; for example, 如果涉及事故车辆的燃料泄漏并燃烧. Neither dirt, stones, nor splash water must get inside; these can start fires or at least impair the function of the battery.

电池外壳作为承重车辆结构的一部分

电动汽车的滚动底盘.
电动汽车的滚动底盘©博世

电池外壳根据不同的概念进行了不同的集成. In some models, they are simply hooked into a complete chassis; in this case, 房屋本身和连接必须是稳定的.

通常,电池外壳集成到承重车辆结构中. 然后,它们有助于车辆在驾驶时和发生事故时的整体稳定性, 吸收一些冲击能量.

一些汽车供应商制造所谓的滚动底盘:可以在其上制造车身的准备就绪的平台. (见插图.电池外壳已经深度集成在底盘中.

安全的设计和材料

为了安全起见,电池外壳的设计不能是孤立的. 车辆和电池概念必须一起规划. 在一辆高度刚性的车里, 电池外壳必须承受较小的碰撞. 另一方面,如果车辆结构较软,则需要更稳定的电池外壳. 如果车辆车底较厚, 可以将电池外壳的盖子做得稍薄一些. And so on.

基本上可以区分两种类型的设计. 在托盘设计中,所有组件都安装在一个由钢板制成的托盘中,顶部有一个盖子. 托盘是整体制作的,因此非常安全稳定. However, 这种设计只适用于大批量系列生产, 所有电池外壳尺寸相同的地方.

平台生产的模块化结构更加灵活, 由框架组成, lid, and base plate. 这种设计的稳定性由大量焊接的纵向和横向支撑来确保, plates, and stiffeners.

电池外壳采用钢托盘设计(左),钢框架设计(右)
电池外壳在钢托盘设计(左)和钢框架设计(右)©奥钢联

指定的最大重量和成本是影响开发的其他因素. 较轻的材料往往更昂贵,需要更精细的设计才能达到同样的安全水平.

部件一般采用轧钢或挤压铝型材和薄板, 也可以结合起来. 所谓的夹层型材由金属或聚合物泡沫填充的薄片组成. 它们主要用于外壳底板,必须特别坚固. 制造商已经在试验凯夫拉尔(Kevlar)等新材料, carbon, 各种塑料和复合材料,可以提供低重量的高安全性.

精心制造,质量保证

电池外壳的支撑结构由许多部件组成,有时有150个甚至更多. 任何有缺陷的焊接或遗忘的螺丝都可能破坏安全概念. 因此,认真的系列生产和质量保证最终负责电池外壳在日常使用中的安全性.

每个电池盒都必须在生产结束时通过泄漏测试:气体或空气在压力下被迫进入. 如果外壳能在一定时间内保持压力而不泄漏气体,则通过测试.

焊缝对于电池外壳的密封性和稳定性尤为重要. 它们必须不断地接受检查. 带有激光三角测量和3D图像处理的相机传感器 在生产线上直接检查150多条焊缝 (在线),并找到最小的缺陷,然后可以返工.

带有摄像头传感器的焊缝自动在线检查©VITRONIC

Optical, 自动在线检查系统正在越来越多地取代人工目视检查或抽查. They can detect, for example, 所有单元模块是否在位或螺丝是否松动, 或是否有灰尘颗粒等异物进入电池盒内. 这样的系统可以结合两个看似矛盾的目标:一方面, 零缺陷容忍,为电动汽车乘客和其他道路使用者提供最大的安全保障, 另一方面, 以尽可能低的成本进行高效的系列生产.

感谢您在本文准备过程中的大力支持:

爱达克工程有限500购彩平台

Mr. Andreas Pesl,能源储存部门的负责人 & 燃料电池系统
Mr. Simon Hallermeier,组件开发团队负责人 & 整合,部门能源储存 & 燃料电池系统

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奥钢联斯塔尔有限500购彩平台

Ms. 安德里亚·图克萨,汽车技术客户服务
Ms. Martina Kalteis,汽车销售经理

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Conclusion

In short

  • 电池外壳必须保护电池免受损坏,并延缓火势的蔓延.
  • 为了安全理念,车辆结构、材料和电池箱的设计必须相互作用.
  • 自动测试系统控制生产过程中所有部件的质量.

Summary

只有从设计和材料选择到生产和质量控制的理念一致,制造商才能满足电池外壳的最高安全要求.

Kaan Fidan

Kaan Fidan

Sales Manager
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kaan.fidan@albanyhighcougar.com
Kaan Fidan负责销售 & VITRONIC合作伙伴经理. 自2018年起,他是Automotive Solutions的联系人. 通过他的学习背景和他在汽车行业的经验, 他了解高质量 & 焊缝检查井的效率要求. 他咨询并协助制造500购彩平台通过适当的自动化实现其目标.

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