Perchè u pannellu d'alluminiu di 0,07 mm hè un materiale strutturale core per a riduzione di i costi, efficienza & aghjurnamentu di sicurità in u novu campu energeticu?

Perchè u pannellu d'alluminiu di 0,07 mm hè un materiale strutturale core per a riduzione di i costi, efficienza & aghjurnamentu di sicurità in u novu campu energeticu?

Eco-a. Riduzzione di u costu & Aumento di l'efficienza: Analisi di valore multi-scala Basatu nantu à a catena Materiale-Struttura-Industria

A. Meccanismu di Micro-Rinforzamentu di u Sistema di Alloy di Substratu è Ottimizazione di Efficienza Strutturale

U 0.07mm foil d'aluminium adotta a lega 3003/H18 temprata, è u so disignu cumpusizioni seguita u miccanisimu sinergicu di “rinforza suluzione solida + Strain duramente”:

• U rolu di Mn Element: Mn forme α-Al(Mn,Fe) fasi di suluzione solida (solubilità 0.7%) in a matrice Al, chì impedisce u muvimentu di dislocazione per via di a distorsione di u reticulatu è migliurà a resistenza à a corrosione di a lega.. In a prova di spray sali neutru (Gb / t 10125-2021, 5% suluzione di NaCl, 35℃, pH 6.5-7.2), nessuna corrosione di pitting hè stata osservata dopu 1000 ore, cù un tassu di corrosione ≤0.02mm / annu - superiore à l'aluminiu puru (0.08mm/annu);
• Regulamentu di Mg Element: A diffarenza di raghju atomicu trà Mg (1.60Oh) è Al (1.43Oh) provoca a segregazione di u cunfini di granu, rinfurzà a forza di ligame di u granu. A forza di trazione righjunghji 280-300MPa (Gb / t 228.1-2021, velocità di trazione 5 mm/min), chì hè 115%-173% più altu di quellu di 3003 aluminium à tempérament O (110-130MPa), furnisce un supportu meccanicu per sustrati ultra-sottili.

U nucleu di favo adopta una struttura esagonale regulare (passo di cellula 8-12 mm, rapportu di spessore di u muru 1:15). Basatu nantu à u mudellu teoricu di a struttura di nidi d'ape di Gibson-Ashby (Gibson, Ashby M F. Solidi Cellulari: Struttura è Pruprietà[M], 2010), u so modulu elasticu equivalente hè calculatu da:\(E_{eq}=0.34\frac{E_s}{\sqrt{3}}\manca(\frac{t}{l}\diritta)^2\)induve \(E_s\) hè u modulu elasticu di a matrice d'aluminiu (70GPa), t hè u spessore di u fogliu d'aluminiu, è l hè a lunghezza di u latu di a cellula. U calculatu \(E_{eq}\) varia da 2,8 GPa à 3,2 GPa, cù un valore misuratu di 2,95 GPa (deviazione ≤5% da u valore teoricu). L'efficienza strutturale (rapportu forza-à-pesu) raggiunge i 28 MN·kg/m³, chì hè 15.2% più altu di quellu di i favi rombichi (24.3MN·kg/m³), è u rapportu voluminu solidu hè solu 4%. Stu disignu riduce u materiale redundante attraversu “trasmissione di forza uniforme trà e cellule”. Comparatu cù i frames di batterie d'acciaio Q235 (densità 7,85 g/cm³, \(E=206GPa\)), sottu a stessa rigidità di curvatura (INNÒ) esigenza, l'usu di materiale hè ridutta da 72%. Basatu nantu à u 2024 prezzu di l'aluminiu (18,000 RMB/ton) è u prezzu di l'acciaio (5,000 RMB/ton), u costu materiale di u spaziu unità diminuisce da 32 RMB/㎡ à 8.96 RMB/㎡.

U prucessu di pruduzzioni di massa di Hebei Tianyingxing adopta un flussu di travagliu in trè fasi: “1850mm HC laminazione a fretu di sei alti – fornu di ricottura cuntinuu (480℃ × 30s) – 16-mulinu passa di pelle alta”:

• Cold Rolling Stage: Rolling asincronu (differenza di velocità di rotulu di travagliu 2.5%) hè utilizatu per correggerà a forma di a piastra per via di a tensione di taglio generata da a differenza di velocità trà i rotuli superiore è inferiore. A forza di rolling hè cuntrullata à 200-220kN, è a precisione di rolling righjunghji ± 0.003mm (superendu u requisitu di alta precisione di ± 0,005 mm in GB / T 3880.3-2012);
• Passu di a pelle: Livellu di tensione (tensione 150-180 N/mm²) hè appiicata à cuntrullà a tolleranza di forma di piastra ≤5I (Gb / t 13288-2022, altezza d'onda ≤ 5 mm per metru di lunghezza). U tassu di rendiment di a produzzione righjunghji 92% (8% più altu ch'è u tradiziunale di friddu di friddu à quattru alti), è u cunsumu energeticu per a capacità di unità hè di 120KWh / ton (25% più bassu di batch processi di tinta), ulteriori riduce i costi di fabricazione.

Modellu B.Quantitativu per u valore di a catena completa di a luce

U liggeru di a nova pacche di batteria di u veiculu energeticu segue un mudellu di correlazione lineale di “Reduzione di pesu – U CONSUMU INTERNETORE – Estensione di gamma” (Basatu nantu à i testi di ciclu NEDC, Dimensione di mostra n = 50 veiculi, R² = 0,98):\(\Delta c = -0.08\Delta m,\quad delta r = 0,8 delta m )induve \(\Delta C ) hè u cambiamentu in u cunsumu di energia di 100 km (kWh/100 km), \(\Delta m\) hè u cambiamentu di u pesu di a batteria (kg), è \(\Delta R\) hè u cambiamentu in a gamma di guida (km). Quandu u pannellu d'alluminiu di 0,07 mm d'alluminiu (densità 0,38-0,42 g/cm³) hè usatu in frames Pack, paragunatu cù frames in acciaio Q235 (~ 35 kg) è 6061 pannelli d'aluminiu solidu (~ 22 kg), u so pesu hè ridutta à 11-13 kg, cù un tassu di riduzzione di pisu di 51.4%-68.6%. Sustituitu in u mudellu dà \(\Delta C=-1.8-2.3kWh/100km\) è \(\Delta R=15.2-20.4km\). A verificazione di prova mudificata nantu à u Model X di un certu automaker mostra: u pesu di a bateria diminuisce da 520 kg (azzaru) à 485 kg (stu materiale), 100U cunsumu d'energia di km scende da 16,0 kWh à 14,2 kWh (\(\Delta C=-1.8kWh\)), è l'autonomia di guida aumenta da 560 km à 582 km (\(\Delta R=22km\)), cù una deviazione ≤8% da a predizione di u mudellu.

U costu di u Ciclu di Vita (LCC) hè calculatu in cunfurmità cù ISO 15686-5:2020 (ciclu 10 anni, tariffa di sconto 8%):

• Costu di Acquisizione: Per una scala di 100,000 veiculi, u costu materiale per quadru di vittura diminuisce da 850 RMB (azzaru) à 320 RMB (stu materiale), salvà 53 milioni di RMB annu;
• Costu di l'operazione: Ogni veiculu riduce u pesu di 22 kg, cù una distanza di trasportu annuale di 10.000 km. Un camion cunsuma 30 litri di carburante per 100 km (prezzu di carburante 8 RMB/L), risparmià 12 000 kWh di u cunsumu energeticu annuale di trasportu, equivalente à 6,000 RMB in i costi di l'electricità (0.5 RMB/kWh);
• Costu di riciclamentu: U valore residuale di u fogliu d'aluminiu conta 60% di u costu di a materia prima (solu 20% per l'acciaio), risultatu in una differenza di prufittu di riciclamentu di 10 anni di 28 millioni RMB.Comprehensive càlculu mostra chì u LCC hè 38.2% più bassu di quellu di materiali azzaru è 15.6% inferiore a quella di materiali solidi d'aluminiu.

Eco-b. Upgrade di Sicurezza: Meccanismi di Prutezzione Multi-Dimensionale Basati nantu à Novi Scenarii Rischi Energetici

A. Prutezzione Stratificata per u Bloccu Termale Runaway è Modellazione di Conduzione di Calore

A stabilità termica di u sustrato di lega d'aluminiu (puntu di fusione 660 ℃) hè ottenuta attraversu un sistema di prutezzione di trè strati di “sustrato – rivestimentu – Struttura”:

• Disegnu di rivestimentu: A superficia di u core di favo hè rivestita da un revestimentu ignifugo basatu à epossi (formulazione: 60% Resina epossidica E-44, 20% idrossidu d'aluminiu, 15% agente di polimerizzazione in poliammide, 5% antischiuma), cù un indice d'ossigenu di 32% (Gb / t 2406.2-2009, metudu di brusgia verticale), risponde à u standard di prutezzione di u focu Classe B1. Analisi termogravimetrica (TGA, 10℃/min, N₂ atmosfera) mostra chì u rendiment di char à 800 ℃ righjunghji 35%, chì hè 600% più altu ch'è quellu di i favi d'aluminiu senza rivestimentu (5%);
• Insulazione termica strutturale: Celle esagonali regularmente formanu strati d'aria chjusi (Conduttività termica 0,026 W/(m·K)), chì inseme cù u revestimentu (Conduttività termica 0,18 W/(m·K)) custituiscenu un sistema di isolamentu termale cumpostu. Based on Fourier’s law\(q=-k\nabla T\), a conduttività termica generale hè calculata per esse 0,12 W /(m·K), 40% inferiore a quella di favi d'alluminio non rivestiti (0.20c/(m·K)).

Test di simulazione di scappata termale da u Centru Naziunale di Test di Materiale di Veiculu di l'Energia Nova (CNAS L1234):

• Equipamentu: Simulatore di fuga termica di a batteria (velocità di riscaldamentu 5 ℃ / min, temperatura massima 900 ℃);
• Indicatori di monitoraghju: A temperatura di a superficia di backfire (GB 38031-2020 richiede ≤180 ℃), emissione di CO (esige <300ppm), integrità strutturale (senza colapsu);
• I risultati: Dentru 30 minuti, a temperatura di a superficia di u backfire hè 152 ℃, L'emissione di CO hè di 180 ppm, è a rata di deformazione hè 4.8% (tassu di deformazione di i piatti tradiziunali d'aluminiu hè 21.5%), cumplettamente cumplettamente i requisiti standard.

B. Reliability Strutturale è Micro-Caratterisazione Sottu Ambienti Estremo

Reliability di u Ciclu di Temperature: Test di u ciclu di temperatura (-40℃ per 4h → 120℃ per 4h, 50 ciculi) sò stati realizati in cunfurmità cù GB / T 2423.22-2012. A forza di taglio hè stata pruvata cù una macchina di prova universale elettronica (WDW-100) (Gb / t 14522-2009), è i risultati mostranu:

• A forza di taglio diminuisce da l'iniziali 2.1MN/m² à 1.94MN/m², cù un tassu di attenuazione di 7.6% (esigenza di l'industria ≤ 10%);
• A rigidità diminuisce da l'iniziali 3.2GPa à 2.95GPa, cun un tassu di ritenzione di 92.2%;
• Micro-Meccanismu: Microscopia Elettronica di Trasmissione (TEM, JEM-2100) l'osservazione mostra chì a proporzione di texture laminata à friddu {112}<110> diminuisce da 35% à 33%, è u granu di granu ùn cresce significativamente (mantinutu à 5-8μm), evitendu a frattura fragile à bassa temperatura è l'ammollimentu à alta temperatura.

Impattu è Rendimentu di Vibrazione:

• Test d'impattu di u ballu caduta(Gb / t 1451-2005): Una sfera d'acciaio di 5 kg cade da un'altezza di 1,5 m. U core di favo assorbe energia “deformazione plastica graduali di e cellule”. A curva di forza-spostamentu durante l'impattu mostra una forza d'impattu massima di 8kN è l'assorbimentu d'energia di 120J (deformazione 25 mm), senza cracke nantu à u pannellu. In cunfrontu cù pannelli di nid d'abe in PP (assorbimentu d'energia 65J, frattura à una deformazione di 15 mm), a resistenza à l'impattu hè migliorata da 84.6%;
• Test di vibrazione(Gb / t 2423.10-2019): Sweep vibrazione à 10-2000 Hz cù una accelerazione di 20 m/s². Un vibrometru laser (PSV-500) misura a frequenza di risonanza à 350 Hz (evitendu a gamma di freccia di u funziunamentu cumuni di 100-300Hz per i pacchetti di batterie), è a velocità di trasmissione di l'accelerazione di vibrazione hè 0.78 (inferiore à u requisitu di l'industria 1.0), riducendu u risicu di danni à fatigue tab (I testi di vita di fatigue mostranu chì u numeru di cicli di frattura di tabulazione aumenta da 10⁶ à 10⁷).

C. Disegnu di Sistemi d'Isulazione è Prestazioni Elettriche per Piattaforme d'Alta Tensione 800V

Per i veiculi d'alta tensione 800V (ISO 6469-3:2018), un schema d'isolamentu cumpostu di “rivestimento epossidico-fluorocarbonio a doppia strata – stratu d'insulazione di l'aria” hè aduttatu:

• Prestazione di Coating: A capa epossidica di u fondu (30μm) furnisce l'insulazione basica, è a capa superiore di fluorocarbonu (20μm) migliurà a resistenza di u clima. Un metru d'alta resistenza (ZC36) prova a resistività di u voluminu à 1×10¹⁵Ω·cm (Gb / t 1410-2006 richiede ≥1×10¹⁴Ω·cm), cù una resistenza di tensione di rottura di 2000V (1min, Gb / t 1408.1-2016) è una tangente di perdita dielettrica (tanδ, 1kHz) di 0.002 (bassa perdita dielettrica sottu alta frequenza è alta tensione, evitendu u surriscaldamentu lucali);
• Disegnu di strati d'aria: U spessore di a capa d'aria in e cellule di favo hè di 8-12 mm. Sicondu a curva di Paschen, a forza di u campu di rupture di l'aria à stu spessore hè ≥3kV/mm. Cumminatu cù u revestimentu, ghjunghje “doppia insulazione”. Ancu à 90% Umadità (Gb / t 2423.3-2016), a resistenza d'insulazione resta ≥1×10¹³Ω, riducendu u risicu di cortu circuitu da 90%.

Comparazione cù i materiali d'insulazione mainstream (Tavulinu 1):

(Fonte di dati: Rapporti di prova di terzu CNAS-L1234-2024-001 à 004)

Eco-c. Adattamentu di l'industria: Scenariu-Specificu Personalizazione è Disegnu Parametricu (Inclusu Table Parameter Professional)

Tavulinu 2: Tabella di Disegnu Parametricu di Pannelli Honeycomb di Fogliu d'Aluminiu di 0,07 mm per i Nuvelli Scenari Energetici

(Nota: I standard in parentesi sò basa di teste. A densità di l'area hè pruvata in cunfurmità cù GB / T 451.2-2002)

A. Meccanismu di persunalizazione per i Frames di Batteria di Potenza

U disignu di CATL CTP 3.0 frames hè basatu annantu à l'abbinamentu di “caratteristiche cellula – esigenze strutturali”:

• Cellule LFP (100kWh): Cù una densità di energia di 160Wh / kg, sò assai sensibili à u pesu (ogni kg di cellula cuntribuisce 0,16 kWh di energia). Dunque, hè aduttatu un passo di cellula di 10 mm (riducendu l'usu di materiale 12%) cù una densità di l'area di 3,8 kg / ㎡, adattà à l'usu à longu andà in i veiculi di passageri (10 anni/200.000 km). Testi di fatigue (10⁶ ciculi, rapportu di stress R = 0,1) mostra un tassu di retenzioni di forza di 85%;
• Cellule NCM (200kWh): Cù una densità di energia di 210Wh / kg è una densità di energia volumetrica alta (450Wh/L), u quadru hà bisognu à sustene carichi più altu (pressione di stacking cellula 15 kPa). Cusì, un passo di cellula di 8 mm + ribs di rinforzu lucali 6061-T6 (Modulu elasticu 69GPa) sò usati, aumentà a forza di trazione in flessione 6.0% è cuntrullà a deviazione in 1.5mm/m per scuntrà a cundizione di carica piena di i veiculi cummerciale (pesu tutale 4.5 tunnellate).

Pruvate nantu à un SUV puramente electricu: U pesu di u quadru Pack diminuisce da 485 kg (azzaru) à 320 kg, riducendu a massa unsprung da 18 kg, riducendu u stress di u sistema di sospensjoni 12%, è accurtà a distanza di frenu di 0,8 m (100-0km/h). Colla strutturale epossidica (forza di taglio 15 MPa) hè utilizatu per l'assemblea di ligame, riducendu l'usu di bulloni da 40% è accurtà u ciclu di assemblea da 120s / unità à 72s / unità, migliurà l'efficienza da 40%.

B. Scenariu-Specificu Optimization per l'equipaggiu di almacenamiento d'energia

• Armadi di almacenamentu di energia domestica (5-20kWh): U disignu sottile di 15 mm si basa nantu à e caratteristiche di ventilazione di i canali di favo (velocità di l'aria 0,3 m/s, Re = 1200, statu di flussu laminare), cù una putenza naturale di dissipazione di calore di 5W/㎡·K. A diferenza di temperatura interna di l'armadiu hè ≤5 ℃ (12℃ per armadi tradiziunali in acciaio), risparmià 80 kWh di u cunsumu energeticu annuale di u fan (calculatu basatu annantu à u funziunamentu di 8 ore ogni ghjornu è a putenza di u fan 40W);
• Stazioni di almacenamentu di energia à grande scala (100MWh+): U pannellu grossu 25 mm hè aghjuntu cù a 15% Stratu di rinforzu E-glass. Modificazione di l'interfaccia (agent d'accoppiamentu di silane KH-550) aumenta a forza di ligame di l'interfaccia trà fibra di vetru è foglia d'aluminiu à 10MPa (essai de cisaillement de traction, Gb / t 7124-2021), migliurà a resistenza di pressione di u ventu da 1.0kPa à 1.5kPa (Gb / t 5135.1-2019, prova in tunnel di ventu a velocità di u ventu 30 m/s), risponde à e cundizioni di u tifone in e zone costiere (100-annu periudu di ritornu tifone velocità di u ventu 45 m/s).

Eco-d. Bottlenecks Tecnica è Sviluppu di punta

A. Avanzate di u prucessu di core in a fabricazione di fogli d'aluminiu ultra-sottile

Collu di bottiglia di cuntrollu di forma di piastra: U rollu di carta d'aluminiu 0.07mm hè propensu à “onde centrale” (lunghezza d'onda 500-800 mm, altezza d'onda 3-5 mm), cù un rendimentu di solu 80% per i laminatori tradiziunali di quattru alti. I scontri sò ottenuti attraversu:

• Applicazione di HC Six-High Cold Rolling Mills: Diametru di u rotulu di travagliu φ120 mm, diametru di u rollu di salvezza φ600 mm. Cuntrolu cumminatu di “curvatura positiva / negativa di u rollu + cambiu di rollu intermediu” hè aduttatu, cù una forza di curvatura di rollu di ± 50 kN è una gamma di spostamentu di ± 15 mm, cuntrullà a tolleranza di a forma di piastra in 5I;
• Prucessu di Rolling Asynchronous: Una differenza di velocità 2%-3% tra i rulli superiori e inferiori introduce una deformazione di taglio γ=0,05-0,08, rendendu u flussu di metallu più uniforme durante u rolling. A frequenza di l'occurrenza di l'onda centrale diminuisce da 15% à 3%, è u tassu di rendiment aumenta à 92%.

Chjave per u cuntrollu di a contaminazione di l'oliu: Oliu di rulli residuali nantu à a superficia di u fogliu d'aluminiu (principarmenti cumpostu di oliu base + additivi esteri di l'acidu grassu) riduce a forza di ligame di l'interfaccia di u core di favo 30%. Un prucessu cumminatu di “pulizia elettrolitica – asciugatura à l'aria calda” hè aduttatu:

• Pulizia elettrolitica: 5% NaOH + 3% Soluzione di Na₂CO₃, temperatura 60 ℃, densità di corrente 2A/dm², tempu elettrolisi 30s, cù una efficienza di rimozione di l'oliu rotante ≥95%;
• Asciugatura à l'aria calda: 120℃ aria calda (vitezza di u ventu 5 m/s), tempu d'asciugatura 15s. A quantità di oliu residuale hè ridutta à 2.3mg/m² (Gb / t 16743-2018 richiede ≤ 5 mg/m²), è a forza di ligame di l'interfaccia hè stabilmente mantinuta à 12MPa (Gb / t 7124-2021).

B. Routes Tecnulugia di punta è prospettive di industrializazione

• Innuvazione materiale: Sviluppu di fogliu compositu aluminium-graphene (aggiunta di grafene 0.5%) usendu a “palla fresa-dispersioni cumposti ultrasonicu” prucessu (vitezza di fresatura a sfera 300 r/min, putenza ultrasonica 600W). U gradu di dispersione in u pianu di u grafene hè ≥90%. L'osservazione TEM mostra chì u grafene forma a “struttura di rinforzu cum'è rete” in a matrice d'aluminiu. A forza di trazione target hè 350MPa (17% più altu di 3003/H18), cun un allungamentu in rottura mantinutu à 12% (evitendu a fragilità), adattà à u requisitu di alta densità di energia 4680 grandi cellule cilindriche (300Wh/kg);
• Innuvazione di prucessu: Sviluppu di u prucessu di furmazione di pressa à caldu integrata in u core-pannellu di favo. Un controller di temperatura di u muffa hè utilizatu per cuntrullà a temperatura à 180 ℃, pressione à 1,5 MPa, è u tempu di mantene à 10 minuti, ottenendu direttamente un ligame metallurgicu trà u core è u pannellu, eliminendu u prucessu di ligame. U ciclu di pruduzzione hè accurtatu da 72h à 48h, è l'invechjamentu di u revestimentu hè evitatu (attenuazione di forza riduce da 15% à 5% dopu à invechjamentu à 120 ℃ per 1000 h);
• Espansione di l'applicazione: Sviluppu di rivestimenti ceramichi compositi Al₂O₃-SiO₂ (spessore 15 μm) per batterie à stati solidi (temperatura operativa 150 ℃) utilizendu un prucessu di spraying plasma (putenza di spraying 40 kW, distanza 150 mm). A densità di revestimentu hè ≥95%, aumentendu a resistenza massima di a temperatura à 200 ℃ mentre mantene una resistenza di tensione di rottura di 2000V, adattà à u prugressu di l'industrializazione di batterie à u statu solidu da Toyota è CATL (2025-2027).

Eco-e. Core Q&A: Analisi approfondita da una prospettiva prufessiunale

Q1: Chì ci hè a basa per l'ottimisazione Pareto di u spessore di u fogliu d'aluminiu 0.07mm?

A: Basatu nantu à u “costu-prestazioni-prucessu” Curva di ottimisazione di Pareto (Figura 1), 0.07mm si trova à a frontiera ottima di a curva:

• Dimensione di rendiment: Comparatu cù un fogliu d'aluminiu di 0,05 mm, a forza di trazione hè aumentata da 15% (280MPa vs 243 MPa), è a forza di taglio hè aumentata da 18% (2.1MN/m² versus 1,78MN/m²), risponde à u requisitu di pressione di stacking 15kPa di i pacchetti di batterie; a vita di fatica (10⁶ ciculi) hè aumentatu da 25%, evitendu “frattura di fatigue à ciclu bassu” di fogli ultra-sottili;
• Dimensione di u costu: Comparatu cù un fogliu d'aluminiu di 0,09 mm, l'usu di materiale hè ridutta da 22% (densità area 3.8kg/㎡ vs 4.87kg/㎡), u costu di unità hè ridutta da 18% (200 RMB/㎡ vs 244 RMB/㎡), è u cunsumu d'energia rolling hè ridutta da 12% (120kWh/ton vs 136kWh/ton);
• Dimensione di prucessu: A rata di rendiment di 0.05mm foil d'aluminiu hè solu 75% (incline à a rottura di strisce), mentre chì 0.09mm richiede una forza di rollu più altu (280kN versus 220 kN), aumenta l'usura di l'equipaggiu 20%. Invece, 0.07mm hà un tassu di rendiment di 92% è a so forza di laminazione currisponde à i mulini di sei altu HC esistenti, risultatu in a più alta fattibilità di industrializazione.

Q2: A prestazione di fatigue di i pannelli ultra-sottili di fogli d'aluminiu in favo risponde à u requisitu di serviziu di 10 anni / 200.000 km di i veiculi d'energia nova??

A: Verificazione attraversu testi di fatigue (Gb / t 30767-2014, rapportu di stress R = 0,1, frequenza 10 Hz) mostra:

• Cundizione di u quadru di a batteria di putenza: Tensione massima σ_max=80MPa (cuntabilità per 28.6% di a forza di trazione). Dopu à 10⁷ cicli, u tassu di retenzioni di forza hè 88% (Gb / t 38031-2020 richiede ≥80%), currispundenu à una gamma di guida di 200.000 km (circa 500 cicli di vibrazione per chilometru);
• Cundizione di l'armadiu di almacenamiento d'energia: Tensione massima σ_max=50MPa (cuntabilità per 17.9% di a forza di trazione). Dopu à 10⁸ ciculi, u tassu di retenzioni di forza hè 92%, currisponde à un ciclu di serviziu di 15 anni (circa 6,7 ​​× 10⁶ cicli di vibrazione annu);
• Micro-Meccanismu: Durante a fatigue, a densità di dislocazione di a matrice d'aluminiu aumenta da 1×10¹⁴m⁻² à 3×10¹⁴m⁻², ma ùn si formanu cracks di fatigue evidenti (L'osservazione SEM mostra chì a prufundità di a fossa di frattura hè mantinuta à 8-10μm), cunfirmendu l'affidabilità di u serviziu à longu andà.

Q3: U materiale risponde à a Compatibilità Elettromagnetica (EMC) esigenze per piattaforme à alta tensione 800V?

A: Verificazione attraversu testi EMC (Gb / t 18655-2018) cunfirma u cumpletu cumpletu cù i requisiti di a piattaforma 800V:

• Perturbazione radiata: In a banda di frequenza 30MHz-1GHz, a tensione di disturbazione hè ≤40dBμV (limite 46 dBμV), benefiziu da a pruprietà di scherma elettromagnetica di u fogliu d'aluminiu (efficacità di schermatura ≥40dB, Gb / t 17738-2019);
• Disturbazione cundutta: In a banda di frequenza 150kHz-30MHz, a corrente di disturbazione hè ≤54dBμA (limite 60 dBμA). U stratu di l'aria è u revestimentu di e cellule di favo formanu un “struttura di cungruenza di impedenza” per riduce l'interferenza purtata;
• Immunità: Nisuna anormalità accade in a scarica elettrostatica (ESD) testi (scarica di cuntattu 8kV, scarica d'aria 15 kV, Gb / t 17626.2-2018). A causa di a resistenza di a superficia di u materiale di 1 × 10⁸Ω (trà cunduttore è insulator), L'elettricità statica pò esse liberata lentamente per evità a rottura.

Q4: Chì ghjè u mecanismu sinergicu di dissipazione di u calore trà stu materiale è i sistemi di rinfrescamentu di liquidu in stazioni di almacenamentu di energia à grande scala??

A: À traversu CFD (Fluente) simulazione è verificazione di prova, un sistema sinergicu di dissipazione di u calore “cunvezione naturale di e cellule – liquid cooling cunvezione forzata” hè furmatu:

• Canali Honeycomb: 8-12mm pitch cell forma canali di cunvezione verticale cù una velocità di l'aria di 0,3-0,5 m/s è una putenza di dissipazione di calore di 5-8W/㎡·K, riducendu a temperatura di a superficia di e cellule di almacenamiento d'energia da 55 ℃ à 48 ℃;
• Sinergia di rinfrescante liquidu: A piastra di rinfrescante di liquidu hè ligata à u pannellu di nido d'ape utilizendu un adesivu cunduttivu termale (Conduttività termica 2W/(m·K)). U panel honeycomb agisce cum'è a “stratu intermediu cunduttivu termale”, aumentendu l'efficienza di u trasferimentu di calore da e cellule à a piastra di rinfrescante liquidu 15% (a resistenza termica si riduce da 0.15K/W à 0.13K/W paragunatu cù u ligame direttu);
• Uniformità di temperatura: A dissipazione di calore sinergicu riduce a differenza di temperatura interna di l'armadiu da 8 ℃ à 3 ℃ (Gb / t 36276-2018 richiede ≤5℃), evitendu l'attenuazione di a capacità cellulare causata da hotspots lucali (tassu di retenzioni di capacità cresce da 85% à 90% dopu 1000 ciculi).

Q5: Face a Valutazione di u Ciclu di Vita (LCA) di stu materiale rispettu à u “doppia carbone” scopi?

A: Analisi LCA in cunfurmità cù ISO 14040-2006 (cradle-to-tomba, unità funzionale: 1㎡ pannellu di favu) mostra:

• Cunsumu d'energia: U cunsumu d'energia in a fase di pruduzzione hè 280 kWh (cumpresa a fusione d'aluminiu, rotulà, è furmendu), chì hè 46% più bassu di quellu di i frames in acciaio (520kWh) è 67% più bassu di quellu di i pannelli in fibra di carbone (850kWh);
• Emissioni di carbone: L'emissione di CO₂ in u ciclu cumpletu hè di 12 kg, chì hè 57% più bassu di quellu di i frames in acciaio (28kg) è 73% più bassu di quellu di i pannelli in fibra di carbone (45kg) (A produzzione di fibra di carbone richiede l'ossidazione di acrilonitrile, risultatu in alta emissioni di carbonu);
• U riciclu: U fogliu d'aluminiu pò esse 100% riciclata per fusione, cù un cunsumu d'energia di riciclamentu di solu 5% d'aluminium primariu (Gb / t 27690-2011). U riciclamentu hè finitu 10 anni pò riduce l'emissioni di CO₂ da 8 kg/㎡, risponde à u requisitu di l'impronta di carbone (≤ 100 kg CO₂eq/kWh) di u Regolamentu di l'UE Novu Batteria (2023/1542).