શા માટે 0.07mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ હનીકોમ્બ પેનલ ખર્ચ ઘટાડવા માટે મુખ્ય માળખાકીય સામગ્રી છે, કાર્યક્ષમતા & નવા ઉર્જા ક્ષેત્રમાં સલામતી અપગ્રેડ?

શા માટે 0.07mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ હનીકોમ્બ પેનલ ખર્ચ ઘટાડવા માટે મુખ્ય માળખાકીય સામગ્રી છે, કાર્યક્ષમતા & નવા ઉર્જા ક્ષેત્રમાં સલામતી અપગ્રેડ?

પર્યાવરણ. ખર્ચમાં ઘટાડો & કાર્યક્ષમતા વૃદ્ધિ: સામગ્રી-સંરચના-ઉદ્યોગ સાંકળ પર આધારિત બહુ-સ્કેલ મૂલ્ય વિશ્લેષણ

એ. સબસ્ટ્રેટ એલોય સિસ્ટમ અને માળખાકીય કાર્યક્ષમતા ઑપ્ટિમાઇઝેશનની માઇક્રો-સ્ટ્રેન્થનિંગ મિકેનિઝમ

આ 0.07મીમી એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ 3003/H18 તાણ-કઠણ એલોય અપનાવે છે, અને તેની રચના ડિઝાઇન ની સિનર્જિસ્ટિક મિકેનિઝમને અનુસરે છે “નક્કર ઉકેલ મજબૂત + તાણ કઠણ”:

• Mn તત્વની ભૂમિકા: Mn સ્વરૂપો α-Al(Mn,ફે) નક્કર ઉકેલ તબક્કાઓ (દ્રાવ્યતા 0.7%) અલ મેટ્રિક્સમાં, જે જાળીના વિકૃતિ દ્વારા અવ્યવસ્થાની હિલચાલને અવરોધે છે અને એલોયના કાટ પ્રતિકારને સુધારે છે. તટસ્થ મીઠું સ્પ્રે ટેસ્ટમાં (જીબી/ટી 10125-2021, 5% NaCl ઉકેલ, 35℃, pH 6.5-7.2), પછી કોઈ ખાડો કાટ જોવા મળ્યો ન હતો 1000 કલાક, કાટ દર સાથે ≤0.02mm/વર્ષ-શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમથી શ્રેષ્ઠ (0.08મીમી/વર્ષ);
• Mg તત્વનું નિયમન: Mg વચ્ચે અણુ ત્રિજ્યામાં તફાવત (1.60ઓહ) અને અલ (1.43ઓહ) અનાજની સીમાને અલગ કરવાનું કારણ બને છે, અનાજની સીમા બંધન શક્તિમાં વધારો. તાણ શક્તિ 280-300 એમપીએ સુધી પહોંચે છે (જીબી/ટી 228.1-2021, તાણ દર 5 મીમી/મિનિટ), જે છે 115%-173% કરતાં વધારે 3003 ઓ સ્વભાવમાં એલ્યુમિનિયમ (110-130MPa), અલ્ટ્રા-પાતળા સબસ્ટ્રેટ્સ માટે યાંત્રિક સપોર્ટ પૂરો પાડે છે.

હનીકોમ્બ કોર નિયમિત ષટ્કોણનું માળખું અપનાવે છે (સેલ પિચ 8-12 મીમી, દીવાલની જાડાઈ ગુણોત્તર 1:15). ગિબ્સન-એશબી હનીકોમ્બ સ્ટ્રક્ચર સૈદ્ધાંતિક મોડેલના આધારે (જિબ્સન, એશ્બી એમ એફ. સેલ્યુલર ઘનતા: માળખું અને ગુણધર્મો[Mાળ], 2010), તેના સમકક્ષ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ દ્વારા ગણતરી કરવામાં આવે છે:\(_{e}= 0.34 ફ્રેક{E_s}{\ચોરસ{3}}\ડાબી બાજુ(\frતર{કળ}{કળ}\અધિકાર)^2 )જ્યાં \(E_s ) એલ્યુમિનિયમ મેટ્રિક્સનું સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ છે (70GPa), t એ એલ્યુમિનિયમ વરખની જાડાઈ છે, અને l કોષની બાજુની લંબાઈ છે. ગણતરી કરેલ \(_{e}\) 2.8GPa થી 3.2GPa સુધીની રેન્જ, 2.95GPa ના માપેલ મૂલ્ય સાથે (સૈદ્ધાંતિક મૂલ્યમાંથી વિચલન ≤5%). માળખાકીય કાર્યક્ષમતા (તાકાત-થી-વજન ગુણોત્તર) 28MN·kg/m³ સુધી પહોંચે છે, જે છે 15.2% રોમ્બિક હનીકોમ્બ્સ કરતા વધારે (24.3MN·kg/m³), અને ઘન વોલ્યુમ ગુણોત્તર માત્ર છે 4%. આ ડિઝાઇન દ્વારા બિનજરૂરી સામગ્રી ઘટાડે છે “કોષો વચ્ચે સમાન બળ ટ્રાન્સમિશન”. Q235 સ્ટીલ બેટરી ફ્રેમ સાથે સરખામણી (ઘનતા 7.85g/cm³, \(E=206GPa)), સમાન બેન્ડિંગ જડતા હેઠળ (ના) જરૂરિયાત, દ્વારા સામગ્રીનો વપરાશ ઘટે છે 72%. પર આધારિત છે 2024 એલ્યુમિનિયમ કિંમત (18,000 આરએમબી/ટન) અને સ્ટીલની કિંમત (5,000 આરએમબી/ટન), એકમ વિસ્તાર સામગ્રી ખર્ચ થી ઘટે છે 32 RMB/㎡ થી 8.96 RMB/㎡.

Hebei Tianyingxing ની સામૂહિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયા ત્રણ તબક્કાના વર્કફ્લોને અપનાવે છે: “1850mm HC છ-ઉચ્ચ કોલ્ડ રોલિંગ મિલ – સતત એનિલિંગ ભઠ્ઠી (480℃×30s) – 16-ઉચ્ચ ત્વચા પાસ મિલ”:

• કોલ્ડ રોલિંગ સ્ટેજ: અસુમેળ રોલિંગ (વર્ક રોલ સ્પીડ તફાવત 2.5%) ઉપલા અને નીચલા રોલ વચ્ચેની ઝડપના તફાવત દ્વારા પેદા થતા શીયર સ્ટ્રેન દ્વારા પ્લેટના આકારને સુધારવા માટે વપરાય છે. રોલિંગ ફોર્સ 200-220kN પર નિયંત્રિત થાય છે, અને રોલિંગ ચોકસાઈ ±0.003mm સુધી પહોંચે છે (GB/T માં ±0.005mm ની ઉચ્ચ-ચોકસાઇની જરૂરિયાતને વટાવી 3880.3-2012);
• ત્વચા પાસ સ્ટેજ: તણાવ સ્તરીકરણ (તણાવ 150-180N/mm²) પ્લેટ આકાર સહનશીલતા ≤5I નિયંત્રિત કરવા માટે લાગુ કરવામાં આવે છે (જીબી/ટી 13288-2022, તરંગ ઊંચાઈ ≤5mm પ્રતિ મીટર લંબાઈ). ઉત્પાદન ઉપજ દર પહોંચે છે 92% (8% પરંપરાગત ચાર-ઉચ્ચ કોલ્ડ રોલિંગ મિલ કરતા વધારે), અને યુનિટ ક્ષમતા દીઠ ઉર્જા વપરાશ 120kWh/ટન છે (25% બેચ એનલીંગ પ્રક્રિયાઓ કરતાં ઓછી), ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધુ ઘટાડો.

B. લાઇટવેઇટીંગના સંપૂર્ણ-ઉદ્યોગ-ચેઇન મૂલ્ય માટે માત્રાત્મક મોડલ

નવા એનર્જી વ્હીકલ બેટરી પેકનું લાઇટવેઇટીંગ રેખીય સહસંબંધ મોડેલને અનુસરે છે “વજન ઘટાડો – ઊર્જા વપરાશ – શ્રેણી વિસ્તરણ” (NEDC ચક્ર પરીક્ષણો પર આધારિત, નમૂનાનું કદ n=50 વાહનો, R²=0.98):\(\ડેલ્ટા સી = -0.08\ડેલ્ટા એમ,\ક્વાડ Delta R = 0.8Delta m)જ્યાં \(\Delta C\) 100km પાવર વપરાશમાં ફેરફાર છે (kWh/100km), \(\Delta m\) બેટરી પેકના વજનમાં ફેરફાર છે (કિલો), અને \(\Delta R\) ડ્રાઇવિંગ રેન્જમાં ફેરફાર છે (કિમી). જ્યારે 0.07mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ હનીકોમ્બ પેનલ (ઘનતા 0.38-0.42g/cm³) પેક ફ્રેમમાં વપરાય છે, Q235 સ્ટીલ ફ્રેમ સાથે સરખામણી (~35 કિગ્રા) અને 6061 નક્કર એલ્યુમિનિયમ પેનલ્સ (~22 કિગ્રા), તેનું વજન ઘટીને 11-13 કિલો થઈ ગયું છે, ના વજન ઘટાડવાના દર સાથે 51.4%-68.6%. મોડલ માં અવેજી આપે છે \(\Delta C=-1.8-2.3kWh/100km\) અને \(\ડેલ્ટા R=15.2-20.4km). ચોક્કસ ઓટોમેકરના મોડલ X શો પર સંશોધિત પરીક્ષણ ચકાસણી: બેટરી પેકનું વજન 520kg થી ઘટે છે (સ્ટીલ) 485 કિગ્રા (આ સામગ્રી), 100કિમી પાવર વપરાશ 16.0kWh થી ઘટીને 14.2kWh થયો છે (\(\Delta C=-1.8kWh\)), અને ડ્રાઇવિંગ રેન્જ 560km થી 582km સુધી વધે છે (\(\Delta R=22km\)), મોડલ અનુમાનમાંથી વિચલન ≤8% સાથે.

જીવન ચક્રની કિંમત (એલસીસી) ISO અનુસાર ગણવામાં આવે છે 15686-5:2020 (ચક્ર 10 વર્ષ, ડિસ્કાઉન્ટ દર 8%):

• પ્રાપ્તિ ખર્ચ: ના સ્કેલ માટે 100,000 વાહનો, વાહન ફ્રેમ દીઠ સામગ્રી ખર્ચ થી ઘટે છે 850 આરએમબી (સ્ટીલ) થી 320 આરએમબી (આ સામગ્રી), બચત 53 મિલિયન આરએમબી વાર્ષિક;
• ઓપરેશન ખર્ચ: દરેક વાહન 22 કિલો વજન ઘટાડે છે, 10,000 કિમીના વાર્ષિક પરિવહન અંતર સાથે. એક ટ્રક પ્રતિ 100km 30L ઇંધણ વાપરે છે (ઇંધણની કિંમત 8 RMB/L), 12,000kWh વાર્ષિક પરિવહન ઊર્જા વપરાશની બચત, ની સમકક્ષ 6,000 વીજળીના ખર્ચમાં RMB (0.5 RMB/kWh);
• રિસાયક્લિંગ ખર્ચ: એલ્યુમિનિયમ ફોઇલના શેષ મૂલ્ય માટે જવાબદાર છે 60% કાચા માલની કિંમત (ફક્ત 20% સ્ટીલ માટે), 10-વર્ષના રિસાયક્લિંગ નફાના તફાવતમાં પરિણમે છે 28 મિલિયન RMB. વ્યાપક ગણતરી દર્શાવે છે કે LCC છે 38.2% સ્ટીલ સામગ્રી કરતાં ઓછી અને 15.6% ઘન એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી કરતાં ઓછી.

પર્યાવરણ. સલામતી અપગ્રેડ: નવી એનર્જી રિસ્ક સિનારીયો પર આધારિત બહુ-પરિમાણીય સંરક્ષણ મિકેનિઝમ્સ

એ. થર્મલ રનઅવે બ્લોકીંગ અને હીટ કન્ડક્શન મોડેલીંગ માટે સ્તરીય સુરક્ષા

એલ્યુમિનિયમ એલોય સબસ્ટ્રેટની થર્મલ સ્થિરતા (ગલનબિંદુ 660℃) ની થ્રી-લેયર પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે “સબસ્ટ્રેટ – કોટિંગ – માળખું”:

• કોટિંગ ડિઝાઇન: હનીકોમ્બ કોર સપાટી ઇપોક્સી-આધારિત જ્યોત-રિટાડન્ટ કોટિંગ સાથે કોટેડ છે (રચના: 60% ઇ-44 ઇપોક્રીસ રેઝિન, 20% એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, 15% પોલિમાઇડ ક્યોરિંગ એજન્ટ, 5% ડિફોમર), ના ઓક્સિજન ઇન્ડેક્સ સાથે 32% (જીબી/ટી 2406.2-2009, વર્ટિકલ બર્નિંગ પદ્ધતિ), વર્ગ B1 ફાયર પ્રોટેક્શન સ્ટાન્ડર્ડને પૂર્ણ કરે છે. થર્મોગ્રેવિમેટ્રિક વિશ્લેષણ (ટીજીએ, 10℃/મિનિટ, N₂ વાતાવરણ) દર્શાવે છે કે ચાર ઉપજ 800℃ સુધી પહોંચે છે 35%, જે છે 600% અનકોટેડ એલ્યુમિનિયમ હનીકોમ્બ્સ કરતા વધારે (5%);
• માળખાકીય થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન: નિયમિત ષટ્કોણ કોષો બંધ હવાના સ્તરો બનાવે છે (થર્મલ વાહકતા 0.026W/(m·K)), જે કોટિંગ સાથે મળીને (થર્મલ વાહકતા 0.18W/(m·K)) સંયુક્ત થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન સિસ્ટમ બનાવે છે. ફોરિયરના કાયદાના આધારે(q=-k\nabla T\), એકંદર થર્મલ વાહકતા 0.12W/ ગણવામાં આવે છે(m·K), 40% અનકોટેડ એલ્યુમિનિયમ હનીકોમ્બ્સ કરતા નીચું (0.20ડબલ્યુ/(m·K)).

નેશનલ ન્યુ એનર્જી વ્હીકલ મટીરીયલ ટેસ્ટીંગ સેન્ટર દ્વારા થર્મલ રનઅવે સિમ્યુલેશન ટેસ્ટ (CNAS L1234):

• સાધનસામગ્રી: બેટરી થર્મલ રનઅવે સિમ્યુલેટર (હીટિંગ રેટ 5℃/મિનિટ, મહત્તમ તાપમાન 900℃);
• દેખરેખ સૂચકાંકો: બેકફાયર સપાટીનું તાપમાન (જી.બી. 38031-2020 ≤180℃ જરૂરી છે), CO ઉત્સર્જન (જરૂરી છે <300પીપીએમ), માળખાકીય અખંડિતતા (કોઈ પતન નહીં);
• પરિણામો: અંદર 30 મિનિટ, બેકફાયર સપાટીનું તાપમાન 152 ℃ છે, CO ઉત્સર્જન 180ppm છે, અને વિરૂપતા દર છે 4.8% (પરંપરાગત એલ્યુમિનિયમ પ્લેટોનો વિરૂપતા દર છે 21.5%), સંપૂર્ણપણે પ્રમાણભૂત જરૂરિયાતો પૂરી.

બીક. આત્યંતિક વાતાવરણ હેઠળ માળખાકીય વિશ્વસનીયતા અને માઇક્રો-કેરેક્ટરાઇઝેશન

તાપમાન ચક્ર વિશ્વસનીયતા: તાપમાન ચક્ર પરીક્ષણો (-404h માટે ℃ → 120℃ 4h માટે, 50 ચક્ર) GB/T અનુસાર હાથ ધરવામાં આવી હતી 2423.22-2012. ઈલેક્ટ્રોનિક યુનિવર્સલ ટેસ્ટિંગ મશીનનો ઉપયોગ કરીને શીયરની તાકાતનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું (WDW-100) (જીબી/ટી 14522-2009), અને પરિણામો દર્શાવે છે:

• શીયર સ્ટ્રેન્થ પ્રારંભિક 2.1MN/m² થી ઘટીને 1.94MN/m² થાય છે., ના એટેન્યુએશન રેટ સાથે 7.6% (ઉદ્યોગની જરૂરિયાત ≤10%);
• જડતા પ્રારંભિક 3.2GPa થી 2.95GPa સુધી ઘટે છે, ના રીટેન્શન રેટ સાથે 92.2%;
• માઇક્રો-મિકેનિઝમ: ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (TEM, JEM-2100) અવલોકન દર્શાવે છે કે કોલ્ડ-રોલ્ડ ટેક્સચરનું પ્રમાણ {112}<110> થી ઘટે છે 35% થી 33%, અને અનાજનું કદ નોંધપાત્ર રીતે વધતું નથી (5-8μm પર જાળવવામાં આવે છે), નીચા-તાપમાનના બરડ અસ્થિભંગ અને ઉચ્ચ-તાપમાન નરમાઈને ટાળવું.

અસર અને કંપન પ્રદર્શન:

• ફોલિંગ બોલ ઇમ્પેક્ટ ટેસ્ટ(જીબી/ટી 1451-2005): 5 કિલોનો સ્ટીલનો બોલ 1.5 મીટરની ઉંચાઈ પરથી પડે છે. હનીકોમ્બ કોર દ્વારા ઊર્જા શોષાય છે “કોષોનું ધીમે ધીમે પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ”. અસર દરમિયાન બળ-વિસ્થાપન વળાંક મહત્તમ અસર બળ 8kN અને 120J નું ઊર્જા શોષણ દર્શાવે છે (વિરૂપતા 25 મીમી), પેનલ પર કોઈ તિરાડો વિના. પીપી હનીકોમ્બ પેનલ્સ સાથે સરખામણી (ઊર્જા શોષણ 65J, 15mm વિરૂપતા પર અસ્થિભંગ), દ્વારા અસર પ્રતિકાર સુધારેલ છે 84.6%;
• વાઇબ્રેશન ટેસ્ટ(જીબી/ટી 2423.10-2019): 20m/s² ના પ્રવેગ સાથે 10-2000Hz પર સ્વીપ વાઇબ્રેશન. લેસર વાઇબ્રોમીટર (PSV-500) રેઝોનન્સ ફ્રીક્વન્સીને 350Hz પર માપે છે (બેટરી પેક માટે 100-300Hz ની સામાન્ય ઓપરેટિંગ ફ્રિકવન્સી રેન્જને ટાળીને), અને કંપન પ્રવેગક પ્રસારણ દર છે 0.78 (ની ઉદ્યોગની જરૂરિયાત કરતાં ઓછી છે 1.0), ટેબ થાક નુકસાન જોખમ ઘટાડવા (થાક જીવન પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે ટેબ ફ્રેક્ચર ચક્રની સંખ્યા 10⁶ થી 10⁷ સુધી વધે છે).

કણ. 800V ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ્સ માટે ઇન્સ્યુલેશન સિસ્ટમ ડિઝાઇન અને ઇલેક્ટ્રિકલ પ્રદર્શન

800V ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વાહનો માટે (ISO 6469-3:2018), ની સંયુક્ત ઇન્સ્યુલેશન યોજના “ઇપોક્સી-ફ્લોરોકાર્બન ડબલ-લેયર કોટિંગ – એર ઇન્સ્યુલેશન સ્તર” અપનાવવામાં આવે છે:

• કોટિંગ કામગીરી: તળિયે ઇપોક્રીસ સ્તર (30μm) મૂળભૂત ઇન્સ્યુલેશન પ્રદાન કરે છે, અને ટોચનું ફ્લોરોકાર્બન સ્તર (20μm) હવામાન પ્રતિકાર સુધારે છે. ઉચ્ચ-પ્રતિરોધક મીટર (ZC36) 1×10¹⁵Ω·cm પર વોલ્યુમ પ્રતિકારકતાનું પરીક્ષણ કરે છે (જીબી/ટી 1410-2006 ≥1×10¹⁴Ω·cm જરૂરી છે), 2000V ના બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ પ્રતિકાર સાથે (1મિનિટ, જીબી/ટી 1408.1-2016) અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન સ્પર્શક (tanδ, 1kHz) ના 0.002 (ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ હેઠળ ઓછું ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન, સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ ટાળવું);
• એર લેયર ડિઝાઇન: હનીકોમ્બ કોશિકાઓમાં હવાના સ્તરની જાડાઈ 8-12 મીમી છે. Paschen વળાંક અનુસાર, આ જાડાઈ પર એર બ્રેકડાઉન ફીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ ≥3kV/mm છે. કોટિંગ સાથે સંયુક્ત, તે હાંસલ કરે છે “ડબલ ઇન્સ્યુલેશન”. ખાતે પણ 90% ભેજ (જીબી/ટી 2423.3-2016), ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર ≥1×10¹³Ω રહે છે, દ્વારા શોર્ટ-સર્કિટ જોખમ ઘટાડવું 90%.

મુખ્ય પ્રવાહના ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી સાથે સરખામણી (ટેબલ 1):

(ડેટા સ્ત્રોત: તૃતીય-પક્ષ પરીક્ષણ CNAS-L1234-2024-001 ને અહેવાલ આપે છે 004)

પર્યાવરણ. ઉદ્યોગ અનુકૂલન: દૃશ્ય-વિશિષ્ટ કસ્ટમાઇઝેશન અને પેરામેટ્રિક ડિઝાઇન (વ્યવસાયિક પરિમાણ કોષ્ટક સહિત)

ટેબલ 2: નવા ઉર્જા દૃશ્યો માટે 0.07mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ હનીકોમ્બ પેનલ્સનું પેરામેટ્રિક ડિઝાઇન ટેબલ

(નોંધ: કૌંસમાં ધોરણો કસોટીનો આધાર છે. એરિયલ ડેન્સિટીનું પરીક્ષણ GB/T અનુસાર કરવામાં આવે છે 451.2-2002)

એ. પાવર બેટરી ફ્રેમ્સ માટે કસ્ટમાઇઝેશન મિકેનિઝમ

CATL CTP ની ડિઝાઇન 3.0 ફ્રેમની મેચિંગ પર આધારિત છે “કોષની લાક્ષણિકતાઓ – માળખાકીય જરૂરિયાતો”:

• LFP કોષો (100kWh): 160Wh/kg ની ઉર્જા ઘનતા સાથે, તેઓ વજન પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે (પ્રત્યેક કિલો કોષો 0.16kWh ઊર્જાનું યોગદાન આપે છે). તેથી, 10mm સેલ પિચ અપનાવવામાં આવે છે (દ્વારા સામગ્રીનો વપરાશ ઘટાડવો 12%) 3.8kg/㎡ની ક્ષેત્રીય ઘનતા સાથે, પેસેન્જર વાહનોમાં લાંબા ગાળાના ઉપયોગ માટે અનુકૂલન (10 વર્ષ/200,000 કિમી). થાક પરીક્ષણો (10⁶ ચક્ર, તણાવ ગુણોત્તર R=0.1) નો તાકાત રીટેન્શન રેટ દર્શાવે છે 85%;
• NCM કોષો (200kWh): 210Wh/kg ની ઊર્જા ઘનતા અને ઉચ્ચ વોલ્યુમેટ્રિક ઊર્જા ઘનતા સાથે (450Wh/L), ફ્રેમને વધુ ભારનો સામનો કરવાની જરૂર છે (સેલ સ્ટેકીંગ પ્રેશર 15kPa). આમ, 8mm સેલ પિચ + સ્થાનિક 6061-T6 મજબૂતીકરણ પાંસળી (સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ 69GPa) વપરાય છે, દ્વારા ફ્લેક્સરલ તાણ શક્તિમાં વધારો 6.0% અને કોમર્શિયલ વાહનોની સંપૂર્ણ-લોડ સ્થિતિને પહોંચી વળવા માટે 1.5mm/m ની અંદર ડિફ્લેક્શનને નિયંત્રિત કરવું (કુલ વજન 4.5 ટન).

શુદ્ધ ઇલેક્ટ્રિક એસયુવી પર પરીક્ષણ કરો: પેક ફ્રેમનું વજન 485 કિગ્રાથી ઘટે છે (સ્ટીલ) 320 કિગ્રા સુધી, 18kg દ્વારા અનસ્પ્રંગ માસ ઘટાડવું, દ્વારા સસ્પેન્શન સિસ્ટમ તણાવ ઘટાડીને 12%, અને બ્રેકિંગ અંતરને 0.8m દ્વારા ઘટાડવું (100-0કિમી/કલાક). ઇપોક્સી માળખાકીય એડહેસિવ (શીયર સ્ટ્રેન્થ 15MPa) બોન્ડિંગ એસેમ્બલી માટે વપરાય છે, દ્વારા બોલ્ટનો વપરાશ ઘટાડવો 40% અને એસેમ્બલી સાયકલને 120s/યુનિટથી 72s/યુનિટ સુધી ટૂંકાવીને, દ્વારા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો 40%.

બીક. એનર્જી સ્ટોરેજ ઇક્વિપમેન્ટ માટે દૃશ્ય-વિશિષ્ટ ઑપ્ટિમાઇઝેશન

• ઘરગથ્થુ ઊર્જા સંગ્રહ મંત્રીમંડળ (5-20kWh): 15mm પાતળી ડિઝાઇન હનીકોમ્બ ચેનલોની વેન્ટિલેશન લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે (હવાનો વેગ 0.3m/s, રી=1200, લેમિનર પ્રવાહ સ્થિતિ), 5W/㎡·K ની કુદરતી ઉષ્મા વિસર્જન શક્તિ સાથે. કેબિનેટનો આંતરિક તાપમાન તફાવત ≤5℃ છે (12પરંપરાગત સ્ટીલ કેબિનેટ્સ માટે ℃), 80kWh વાર્ષિક પંખા ઊર્જા વપરાશની બચત (8 કલાકની દૈનિક કામગીરી અને 40W પંખાની શક્તિના આધારે ગણતરી);
• મોટા પાયે એનર્જી સ્ટોરેજ સ્ટેશન (100MWh+): 25 મીમી જાડા પેનલને એ સાથે ઉમેરવામાં આવે છે 15% ઇ-ગ્લાસ મજબૂતીકરણ સ્તર. ઈન્ટરફેસ ફેરફાર (સિલેન કપલિંગ એજન્ટ KH-550) ગ્લાસ ફાઈબર અને એલ્યુમિનિયમ ફોઈલ વચ્ચે ઈન્ટરફેસ બોન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ 10MPa સુધી વધે છે (ટેન્સાઇલ શીયર ટેસ્ટ, જીબી/ટી 7124-2021), પવનના દબાણના પ્રતિકારને 1.0kPa થી 1.5kPa સુધી સુધારવું (જીબી/ટી 5135.1-2019, વિન્ડ ટનલ ટેસ્ટ પવનની ઝડપ 30m/s), દરિયાકાંઠાના વિસ્તારોમાં ટાયફૂનની સ્થિતિને પહોંચી વળવી (100-વર્ષનો વળતર સમયગાળો ટાયફૂન પવનની ઝડપ 45m/s).

ECO-D. ટેકનિકલ અડચણો અને અત્યાધુનિક વિકાસ

એ. અલ્ટ્રા-થિન એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં કોર પ્રોસેસ બ્રેકથ્રુઝ

પ્લેટ શેપ કંટ્રોલ બોટલનેક: 0.07mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલનું રોલિંગ થવાની સંભાવના છે “કેન્દ્ર તરંગો” (તરંગલંબાઇ 500-800mm, તરંગ ઊંચાઈ 3-5mm), માત્ર ઉપજ દર સાથે 80% પરંપરાગત ચાર-ઉચ્ચ કોલ્ડ રોલિંગ મિલો માટે. દ્વારા સફળતાઓ પ્રાપ્ત થાય છે:

• HC સિક્સ-હાઈ કોલ્ડ રોલિંગ મિલ્સની અરજી: વર્ક રોલ વ્યાસ φ120mm, બેકઅપ રોલ વ્યાસ φ600mm. નું સંયુક્ત નિયંત્રણ “હકારાત્મક/નકારાત્મક રોલ બેન્ડિંગ + મધ્યવર્તી રોલ શિફ્ટિંગ” અપનાવવામાં આવે છે, ±50kN ના રોલ બેન્ડિંગ ફોર્સ અને ±15mm ની શિફ્ટિંગ રેન્જ સાથે, 5I ની અંદર પ્લેટ આકારની સહિષ્ણુતાને નિયંત્રિત કરવી;
• અસુમેળ રોલિંગ પ્રક્રિયા: નો ઝડપ તફાવત 2%-3% ઉપલા અને નીચલા રોલ્સની વચ્ચે શીયર સ્ટ્રેઈન γ=0.05-0.08, રોલિંગ દરમિયાન મેટલ ફ્લો વધુ એકસમાન બનાવે છે. કેન્દ્રીય તરંગોની ઘટના દર થી ઘટે છે 15% થી 3%, અને ઉપજ દર વધે છે 92%.

તેલ દૂષણ નિયંત્રણની ચાવી: એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ સપાટી પર શેષ રોલિંગ તેલ (મુખ્યત્વે આધાર તેલ બનેલું + ફેટી એસિડ એસ્ટર ઉમેરણો) દ્વારા હનીકોમ્બ કોરની ઇન્ટરફેસ બોન્ડિંગ તાકાત ઘટાડે છે 30%. ની સંયુક્ત પ્રક્રિયા “ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સફાઈ – ગરમ હવા સૂકવણી” અપનાવવામાં આવે છે:

• ઇલેક્ટ્રોલિટીક સફાઈ: 5% NaOH + 3% Na₂CO₃ સોલ્યુશન, તાપમાન 60 ℃, વર્તમાન ઘનતા 2A/dm², વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ સમય 30 સે, રોલિંગ તેલ દૂર કરવાની કાર્યક્ષમતા સાથે ≥95%;
• હોટ એર સૂકવણી: 120℃ ગરમ હવા (પવનની ઝડપ 5m/s), સૂકવવાનો સમય 15 સે. શેષ તેલનું પ્રમાણ ઘટાડીને 2.3mg/m² કરવામાં આવે છે (જીબી/ટી 16743-2018 ≤5mg/m²ની જરૂર છે), અને ઇન્ટરફેસ બોન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ 12MPa પર સ્થિર રીતે જાળવવામાં આવે છે (જીબી/ટી 7124-2021).

બીક. અત્યાધુનિક ટેકનોલોજી માર્ગો અને ઔદ્યોગિકીકરણની સંભાવનાઓ

• સામગ્રી નવીનતા: નો વિકાસ એલ્યુમિનિયમ-ગ્રાફીન સંયુક્ત વરખ (ગ્રાફીન ઉમેરણ 0.5%) a નો ઉપયોગ કરીને “બોલ મિલિંગ-અલ્ટ્રાસોનિક સંયુક્ત વિક્ષેપ” પ્રક્રિયા (બોલ મિલિંગ સ્પીડ 300r/મિનિટ, અલ્ટ્રાસોનિક પાવર 600 ડબલ્યુ). ગ્રાફિનની ઇન-પ્લેન ફેલાવો ડિગ્રી ≥90% છે. TEM નિરીક્ષણ બતાવે છે કે ગ્રાફિન રચે છે એ “નેટવર્ક જેવી મજબૂતીકરણ માળખું” એલ્યુમિનિયમ મેટ્રિક્સમાં. લક્ષ્ય તાણ શક્તિ 350 એમપીએ છે (17% 3003/H18 કરતા વધારે), બ્રેક પર એક લંબાઈ સાથે જાળવવામાં આવે છે 12% (બરડને ટાળવું), ની energy ંચી energy ર્જા ઘનતાની જરૂરિયાતને અનુકૂળ 4680 મોટા નળાકાર કોષો (300ડબ્લ્યુએચ/કિલો);
• પ્રક્રિયા નવીનતા: હનીકોમ્બ કોર-પેનલ ઇન્ટિગ્રેટેડ હોટ પ્રેસિંગ ફોર્મિંગ પ્રક્રિયાનો વિકાસ. મોલ્ડ તાપમાન નિયંત્રકનો ઉપયોગ 180 ℃ તાપમાનને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે, 1.5MPa પર દબાણ, અને હોલ્ડિંગ સમય 10 મિનિટ, હનીકોમ્બ કોર અને પેનલ વચ્ચે સીધું ધાતુશાસ્ત્રીય બંધન હાંસલ કરવું, બંધન પ્રક્રિયાને દૂર કરી રહ્યા છીએ. ઉત્પાદન ચક્ર 72h થી 48h સુધી નાનું થાય છે, અને કોટિંગ વૃદ્ધત્વ ટાળવામાં આવે છે (થી તાકાત એટેન્યુએશન ઘટાડે છે 15% થી 5% 1000h માટે 120℃ પર વૃદ્ધ થયા પછી);
• એપ્લિકેશન વિસ્તરણ: Al₂O₃-SiO₂ સંયુક્ત સિરામિક કોટિંગનો વિકાસ (જાડાઈ 15μm) સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી માટે (ઓપરેટિંગ તાપમાન 150℃) પ્લાઝ્મા છાંટવાની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને (સ્પ્રેઇંગ પાવર 40kW, અંતર 150 મીમી). કોટિંગની ઘનતા ≥95% છે, 2000V ના બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ પ્રતિકારને જાળવી રાખીને મહત્તમ તાપમાન પ્રતિકારને 200℃ સુધી વધારવો, ટોયોટા અને CATL દ્વારા સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીના ઔદ્યોગિકીકરણની પ્રગતિને અનુરૂપ (2025-2027).

ECO-E. કોર પ્ર&એ: વ્યવસાયિક દ્રષ્ટિકોણથી ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ

Q1: 0.07mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ જાડાઈના પેરેટો ઑપ્ટિમાઇઝેશન માટેનો આધાર શું છે?

એ: પર આધારિત છે “ખર્ચ-પ્રદર્શન-પ્રક્રિયા” પેરેટો ઑપ્ટિમાઇઝેશન વળાંક (આકૃતિ 1), 0.07mm વળાંકની શ્રેષ્ઠ સીમા પર આવેલું છે:

• પ્રદર્શન પરિમાણ: 0.05mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ સાથે સરખામણી, દ્વારા તાણ શક્તિ વધે છે 15% (280MPa વિ 243MPa), અને શીયર સ્ટ્રેન્થ વધે છે 18% (2.1MN/m² વિ 1.78MN/m²), બેટરી પેકની 15kPa સ્ટેકીંગ પ્રેશર જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરે છે; થાક જીવન (10⁶ ચક્ર) દ્વારા વધારો કરવામાં આવે છે 25%, ટાળવું “લો-સાયકલ થાક અસ્થિભંગ” અતિ-પાતળા વરખનું;
• ખર્ચ પરિમાણ: 0.09mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ સાથે સરખામણી, દ્વારા સામગ્રીનો વપરાશ ઘટે છે 22% (ક્ષેત્રીય ઘનતા 3.8kg/㎡ vs 4.87kg/㎡), દ્વારા એકમ ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે 18% (200 RMB/㎡ વિ 244 RMB/㎡), અને રોલિંગ ઊર્જા વપરાશ દ્વારા ઘટાડો થાય છે 12% (120kWh/ટન વિ 136kWh/ટન);
• પ્રક્રિયા પરિમાણ: 0.05mm એલ્યુમિનિયમ ફોઇલનો ઉપજ દર માત્ર છે 75% (સ્ટ્રિપ બ્રેકેજ માટે ભરેલું), જ્યારે 0.09mm માટે ઉચ્ચ રોલિંગ ફોર્સની જરૂર પડે છે (280kN વિ 220kN), દ્વારા સાધનોના વસ્ત્રોમાં વધારો 20%. તેનાથી વિપરીત, 0.07mm નો ઉપજ દર છે 92% અને તેનું રોલિંગ ફોર્સ હાલની HC સિક્સ હાઈ મિલ સાથે મેળ ખાય છે, ઉચ્ચતમ ઔદ્યોગિકીકરણની શક્યતામાં પરિણમે છે.

ક્યૂ 2: શું અલ્ટ્રા-થિન એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ હનીકોમ્બ પેનલ્સનું થાક પ્રદર્શન નવા ઉર્જા વાહનોની 10-વર્ષ/200,000 કિમી સેવા જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરે છે??

એ: થાક પરીક્ષણો દ્વારા ચકાસણી (જીબી/ટી 30767-2014, તણાવ ગુણોત્તર R=0.1, આવર્તન 10 હર્ટ્ઝ) શો:

• પાવર બેટરીની સ્થિતિ: મહત્તમ તાણ σ_max = 80 એમપીએ (ને કારણે 28.6% તાણ શક્તિ). 10⁷ ચક્ર પછી, તાકાત રીટેન્શન રેટ છે 88% (જીબી/ટી 38031-2020 ≥80% ની જરૂર છે), 200,000 કિ.મી.ની ડ્રાઇવિંગ રેન્જને અનુરૂપ (લગભગ 500 કિલોમીટર દીઠ કંપન ચક્ર);
• Energyર્જા સંગ્રહ કેબિનેટ સ્થિતિ: મહત્તમ તાણ σ_max = 50mpa (ને કારણે 17.9% તાણ શક્તિ). 10⁸ ચક્ર પછી, તાકાત રીટેન્શન રેટ છે 92%, 15-વર્ષ સેવા ચક્રને અનુરૂપ (દર વર્ષે આશરે 6.7 × 10⁶ કંપન ચક્ર);
• માઇક્રો-મિકેનિઝમ: થાક દરમિયાન, એલ્યુમિનિયમ મેટ્રિક્સની અવ્યવસ્થા ઘનતા 1 × 10⁴M⁻² થી 3 × 10⁴M⁻² સુધી વધે છે, પરંતુ કોઈ સ્પષ્ટ થાક તિરાડો રચાય છે (SEM અવલોકન દર્શાવે છે કે અસ્થિભંગ ડિમ્પલની ઊંડાઈ 8-10μm પર જાળવવામાં આવે છે), લાંબા ગાળાની સેવાની વિશ્વસનીયતાની પુષ્ટિ.

ક્યૂ 3: શું સામગ્રી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતાને પૂર્ણ કરે છે (EMC) 800V ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ માટેની આવશ્યકતાઓ?

એ: EMC પરીક્ષણો દ્વારા ચકાસણી (જીબી/ટી 18655-2018) 800V પ્લેટફોર્મ આવશ્યકતાઓ સાથે સંપૂર્ણ પાલનની પુષ્ટિ કરે છે:

• રેડિયેટેડ ડિસ્ટર્બન્સ: 30MHz-1GHz ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં, ડિસ્ટર્બન્સ વોલ્ટેજ ≤40dBμV છે (મર્યાદા 46dBμV), એલ્યુમિનિયમ ફોઇલની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ પ્રોપર્ટીથી ફાયદો (રક્ષણ અસરકારકતા ≥40dB, જીબી/ટી 17738-2019);
• હાથ ધરવામાં વિક્ષેપ: 150kHz-30MHz ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં, વિક્ષેપ પ્રવાહ ≤54dBμA છે (મર્યાદા 60dBμA). હનીકોમ્બ કોશિકાઓનું હવાનું સ્તર અને આવરણ એક રચના કરે છે “અવબાધ મેચિંગ માળખું” હસ્તક્ષેપ ઘટાડવા માટે;
• રોગપ્રતિકારક શક્તિ: ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડિસ્ચાર્જમાં કોઈ અસાધારણતા જોવા મળતી નથી (ESD) પરીક્ષણો (સંપર્ક ડિસ્ચાર્જ 8kV, એર ડિસ્ચાર્જ 15kV, જીબી/ટી 17626.2-2018). સામગ્રીની સપાટીના 1×10⁸Ω પ્રતિકારને કારણે (કંડક્ટર અને ઇન્સ્યુલેટર વચ્ચે), ભંગાણને ટાળવા માટે સ્થિર વીજળી ધીમે ધીમે મુક્ત કરી શકાય છે.

ક્યૂ 4: મોટા પાયે ઉર્જા સંગ્રહ સ્ટેશનોમાં આ સામગ્રી અને પ્રવાહી ઠંડક પ્રણાલી વચ્ચે સિનર્જિસ્ટિક હીટ ડિસીપેશન મિકેનિઝમ શું છે??

એ: CFD દ્વારા (અસ્ખલિત) સિમ્યુલેશન અને પરીક્ષણ ચકાસણી, ની સિનર્જિસ્ટિક હીટ ડિસીપેશન સિસ્ટમ “કોષ કુદરતી સંવહન – પ્રવાહી ઠંડક ફરજિયાત સંવહન” રચાય છે:

• હનીકોમ્બ ચેનલો: 8-12mm સેલ પિચ 0.3-0.5m/s ની હવાના વેગ અને 5-8W/㎡·K ની ઉષ્મા વિસર્જન શક્તિ સાથે ઊભી સંવહન ચેનલો બનાવે છે, ઊર્જા સંગ્રહ કોષોની સપાટીનું તાપમાન 55℃ થી 48℃ સુધી ઘટાડવું;
• લિક્વિડ કૂલિંગ સિનર્જી: પ્રવાહી ઠંડક પ્લેટને થર્મલ વાહક એડહેસિવનો ઉપયોગ કરીને હનીકોમ્બ પેનલ સાથે જોડવામાં આવે છે (થર્મલ વાહકતા 2W/(m·K)). હનીકોમ્બ પેનલ એ તરીકે કાર્ય કરે છે “થર્મલ વાહક મધ્યવર્તી સ્તર”, દ્વારા કોષોમાંથી પ્રવાહી ઠંડક પ્લેટમાં હીટ ટ્રાન્સફરની કાર્યક્ષમતામાં વધારો 15% (ડાયરેક્ટ બોન્ડિંગની સરખામણીમાં થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ 0.15K/W થી 0.13K/W સુધી ઘટે છે);
• તાપમાન એકરૂપતા: સિનર્જિસ્ટિક હીટ ડિસિપેશન કેબિનેટના આંતરિક તાપમાનના તફાવતને 8℃ થી 3℃ સુધી ઘટાડે છે. (જીબી/ટી 36276-2018 ≤5℃ જરૂરી છે), સ્થાનિક હોટસ્પોટ્સને કારણે સેલની ક્ષમતામાં ઘટાડો ટાળવો (થી ક્ષમતા જાળવી રાખવાનો દર વધે છે 85% થી 90% પછી 1000 ચક્ર).

ક્યુ 5: જીવન ચક્ર આકારણી કરે છે (એલસીએ) આ સામગ્રીનું પાલન કરે છે “ડ્યુઅલ કાર્બન” ગોલ?

એ: ISO અનુસાર LCA વિશ્લેષણ 14040-2006 (પારણું-થી-કબર, કાર્યાત્મક એકમ: 1㎡ હનીકોમ્બ પેનલ) શો:

• Energyર્જા -વપરાશ: ઉત્પાદન તબક્કામાં ઉર્જાનો વપરાશ 280kWh છે (એલ્યુમિનિયમ સ્મેલ્ટિંગ સહિત, રોલિંગ, અને રચના), જે છે 46% સ્ટીલ ફ્રેમ કરતાં ઓછી (520kWh) અને 67% કાર્બન ફાઇબર હનીકોમ્બ પેનલ કરતા નીચું (850kWh);
• કાર્બન ઉત્સર્જન: પૂર્ણ-ચક્ર CO₂ ઉત્સર્જન 12kg છે, જે છે 57% સ્ટીલ ફ્રેમ કરતાં ઓછી (28કિલો) અને 73% કાર્બન ફાઇબર હનીકોમ્બ પેનલ કરતા નીચું (45કિલો) (કાર્બન ફાઇબર ઉત્પાદન માટે એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઓક્સિડેશનની જરૂર છે, ઉચ્ચ કાર્બન ઉત્સર્જનમાં પરિણમે છે);
• જાસૂસ: એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ હોઈ શકે છે 100% ગલન દ્વારા રિસાયકલ, માત્ર રિસાયક્લિંગ ઊર્જા વપરાશ સાથે 5% પ્રાથમિક એલ્યુમિનિયમનું (જીબી/ટી 27690-2011). રિસાયક્લિંગ ઓવર 10 વર્ષો CO₂ ઉત્સર્જન 8kg/㎡ ઘટાડી શકે છે, કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટ જરૂરિયાત સાથે પાલન (≤100kg CO₂eq/kWh) EU નવા બેટરી રેગ્યુલેશન (2023/1542).