Pianka aluminiowa jako materiał przyszłości w obudowach akumulatorów EV
Fraunhofer IWUObudowy akumulatorów wysokonapięciowych stosowane w samochodach elektrycznych muszą spełniać szeroki zestaw wymagań technicznych i bezpieczeństwa. Konstrukcja powinna zapewniać wysoką odporność na wstrząsy oraz zdolność do pochłaniania energii podczas kolizji, chroniąc moduły przed uszkodzeniami mechanicznymi i zwarciami. Istotne jest również zachowanie niepalności i odporności na wysoką temperaturę, a jednocześnie umożliwienie efektywnego odprowadzania ciepła.
Równie ważna pozostaje ochrona ogniw przed nadmiernym wychłodzeniem, zwłaszcza w temperaturach ujemnych, a także zabezpieczenie konstrukcji przed zanieczyszczeniami takimi jak kamienie czy sól drogowa. Obudowa musi przy tym harmonijnie wpasowywać się w układ konstrukcyjny podwozia, wspierać sztywność nadwozia oraz minimalizować masę całkowitą pojazdu. Pianka aluminiowa okazuje się materiałem, który równocześnie odpowiada na wszystkie te potrzeby.
Podczas targów Battery Show North America w Detroit Fraunhofer IWU oraz Amsted Automotive zaprezentowały prototypową obudowę akumulatora wykonaną w formie struktury kanapkowej z pianki aluminiowej. Konstrukcja składa się z dwóch warstw blach aluminiowych otaczających rdzeń z pianki. W zależności od przeznaczenia, wewnątrz takiej struktury można umieścić kanały chłodzące lub materiały zmiennofazowe (PCM), które służą do buforowania ciepła.
Fraunhofer IWU opracował technologię integracji PCM z pianką aluminiową o zamkniętej strukturze porów. Materiały zmiennofazowe magazynują lub oddają duże ilości energii cieplnej podczas zmiany stanu skupienia, bez istotnych wahań własnej temperatury. Sprawia to, że świetnie sprawdzają się w systemach zarządzania temperaturą akumulatorów litowo-jonowych.
Prototypowa obudowa akumulatora, którą zaprezentowano w Detroit, przedstawia szeroki wachlarz możliwych konfiguracji przyszłych elementów seryjnych. W zależności od pożądanych parametrów konstrukcyjnych możliwe jest zastosowanie czystej pianki aluminiowej w strukturze kanapkowej, wersji z infiltracją PCM, wariantu z układem chłodzącym lub połączenia obydwu technologii.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Aby umożliwić wdrożenie tego typu obudów do produkcji wielkoseryjnej, zespół badawczy pod kierownictwem dr Thomasa Hipke oraz dr Rico Schmerlera koncentruje się na aspektach ekonomicznych. Jednym z kluczowych czynników wpływających na koszty produkcji jest materiał bazowy. Jak podkreśla Hipke, coraz większy udział w procesie wytwarzania pianki aluminiowej mają materiały pochodzące z recyklingu. Pozwala to nie tylko obniżyć koszty, lecz także ograniczyć ślad węglowy towarzyszący produkcji komponentów dla motoryzacji.
Źródło: Fraunhofer IWU
