Għaliex il-pannell tax-xehda tal-fojl tal-aluminju ta '0.07mm huwa materjal strutturali tal-qalba għat-tnaqqis tal-ispejjeż, effiċjenza & titjib tas-sikurezza fil-qasam tal-enerġija l-ġdid?

Għaliex il-pannell tax-xehda tal-fojl tal-aluminju ta '0.07mm huwa materjal strutturali tal-qalba għat-tnaqqis tal-ispejjeż, effiċjenza & titjib tas-sikurezza fil-qasam tal-enerġija l-ġdid?

ECO-A. Tnaqqis fl-Ispejjeż & Titjib fl-Effiċjenza: Analiżi tal-Valur Multi-Skala Ibbażata fuq Katina ta 'Materjal-Struttura-Industrija

A. Il-Mekkaniżmu ta' Mikro-Tisħiħ tas-Sistema ta' Liga tas-Sustrat u l-Ottimizzazzjoni tal-Effiċjenza Strutturali

Il- 0.07mm fojl tal-aluminju jadotta l-liga mwebbsa 3003/H18, u d-disinn tal-kompożizzjoni tiegħu jsegwi l-mekkaniżmu sinerġistiku ta ' “tisħiħ tas-soluzzjoni solida + Twebbis tar-razza”:

• Rwol ta' Mn Element: Mn jifforma α-Al(Mn,Fe) fażijiet ta’ soluzzjoni solida (solubilità 0.7%) fil-matriċi Al, li tfixkel il-moviment tad-dislokazzjoni permezz tad-distorsjoni tal-kannizzata u ttejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga. Fit-test newtrali tal-isprej tal-melħ (GB / T. 10125-2021, 5% Soluzzjoni ta' NaCl, 35℃, pH 6.5-7.2), ebda korrużjoni pitting ma ġiet osservata wara 1000 sigħat, b'rata ta 'korrużjoni ≤0.02mm/sena—superjuri għal aluminju pur (0.08mm/sena);
• Regolament ta' Mg Element: Id-differenza fir-raġġ atomiku bejn Mg (1.60Oh) u Al (1.43Oh) tikkawża segregazzjoni tal-konfini tal-qamħ, ittejjeb is-saħħa tat-twaħħil tal-konfini tal-qamħ. Is-saħħa tat-tensjoni tilħaq 280-300MPa (GB / T. 228.1-2021, rata tat-tensjoni 5mm/min), li hu 115%-173% ogħla minn dak ta 3003 aluminju f'O temper (110-130MPa), jipprovdu appoġġ mekkaniku għal sottostrati ultra-rqaq.

Il-qalba tax-xehda tadotta struttura eżagonali regolari (żift taċ-ċellula 8-12mm, proporzjon tal-ħxuna tal-ħajt 1:15). Ibbażat fuq il-mudell teoretiku tal-istruttura tax-xehda Gibson-Ashby (Gibson, Ashby M F. Solidi Ċellulari: Struttura u Proprjetajiet[M], 2010), il-modulu elastiku ekwivalenti tiegħu huwa kkalkulat minn:\(E_{eq}=0.34\frac{E_s}{\sqrt{3}}\xellug(\frac{t}{l}\dritt)^2\)fejn \(E_s\) huwa l-modulu elastiku tal-matriċi tal-aluminju (70GPa), t hija l-ħxuna tal-fojl tal-aluminju, u l huwa t-tul tal-ġenb taċ-ċellula. Il-ikkalkulat \(E_{eq}\) tvarja minn 2.8GPa sa 3.2GPa, b'valur imkejjel ta' 2.95GPa (devjazzjoni ≤5% mill-valur teoretiku). L-effiċjenza strutturali (proporzjon tas-saħħa għall-piż) jilħaq 28MN·kg/m³, li hu 15.2% ogħla minn dak ta 'xehda rhombic (24.3MN·kg/m³), u l-proporzjon tal-volum solidu huwa biss 4%. Dan id-disinn inaqqas materjal żejda permezz “trasmissjoni ta 'forza uniformi bejn iċ-ċelloli”. Meta mqabbel ma 'frejms tal-batterija tal-azzar Q235 (densità 7.85g/cm³, \(E=206GPa\)), taħt l-istess ebusija tal-liwi (LE) rekwiżit, l-użu tal-materjal huwa mnaqqas bi 72%. Ibbażat fuq il- 2024 prezz tal-aluminju (18,000 RMB/tunnellata) u l-prezz tal-azzar (5,000 RMB/tunnellata), l-ispiża tal-materjal taż-żona unità tonqos minn 32 RMB/㎡ biex 8.96 RMB/㎡.

Il-proċess ta 'produzzjoni tal-massa ta' Hebei Tianyingxing jadotta fluss tax-xogħol fi tliet stadji: “1850mm HC sitt għolja rolling mitħna kiesħa – forn ta' ttemprar kontinwu (480℃ × 30s) – 16-mitħna tal-pass tal-ġilda għolja”:

• Cold Rolling Stadju: Irrumblar mhux sinkroniku (differenza fil-veloċità tar-roll tax-xogħol 2.5%) jintuża biex jikkoreġi l-forma tal-pjanċa permezz ta 'shear strain iġġenerat mid-differenza tal-veloċità bejn ir-rombli ta' fuq u t'isfel. Il-forza tal-irrumblar hija kkontrollata f'200-220kN, u l-eżattezza tal-irrumblar tilħaq ± 0.003mm (jaqbeż ir-rekwiżit ta 'preċiżjoni għolja ta' ± 0.005mm f'GB/T 3880.3-2012);
• Stadju ta' Pass tal-Ġilda: Livell tat-tensjoni (tensjoni 150-180N/mm²) hija applikata biex tikkontrolla t-tolleranza tal-forma tal-pjanċa ≤5I (GB / T. 13288-2022, għoli tal-mewġ ≤5mm għal kull metru tul). Ir-rata tar-rendiment tal-produzzjoni tilħaq 92% (8% ogħla mill-imtieħen tal-irrumblar kiesaħ ta 'erba' għolja tradizzjonali), u l-konsum tal-enerġija għal kull unità ta 'kapaċità huwa 120kWh/tunnellata (25% inqas minn proċessi ta 'ttemprar tal-lott), tkompli tnaqqas l-ispejjeż tal-manifattura.

B.Mudell Kwantitattiv għall-Valur tal-Katina tal-Industrija Sħiħa tal-Ħfief

L-eħfef ta 'pakketti ta' batteriji ta 'vetturi ta' enerġija ġodda jsegwi mudell ta 'korrelazzjoni lineari ta' “tnaqqis fil-piż – konsum tal-enerġija – estensjoni tal-firxa” (ibbażat fuq testijiet taċ-ċiklu NEDC, daqs tal-kampjun n=50 vettura, R²=0.98):\(\Delta C = -0.08\Delta m,\quad \Delta R = 0.8\Delta m\)fejn \(\Delta C\) hija l-bidla fil-konsum tal-enerġija ta '100km (kWh/100km), \(\Delta m\) hija l-bidla fil-piż tal-pakkett tal-batterija (kg), u \(\Delta R\) hija l-bidla fil-firxa tas-sewqan (km). Meta l-pannell tax-xehda tal-fojl tal-aluminju ta '0.07mm (densità 0.38-0.42g/cm³) jintuża f'qafas tal-Pakketti, meta mqabbel ma 'frejms tal-azzar Q235 (~ 35kg) u 6061 pannelli tal-aluminju solidi (~22kg), il-piż tiegħu jitnaqqas għal 11-13kg, b'rata ta' tnaqqis fil-piż ta' 51.4%-68.6%. Is-sostituzzjoni fil-mudell tagħti \(\Delta C=-1.8-2.3kWh/100km\) u \(\Delta R=15.2-20.4km\). Verifika tat-test modifikata fuq turi tal-Mudell X ta 'ċertu produttur tal-karozzi: il-piż tal-pakkett tal-batterija jonqos minn 520kg (azzar) sa 485kg (dan il-materjal), 100il-konsum tal-enerġija km jinżel minn 16.0kWh għal 14.2kWh (\(\Delta C=-1.8kWh\)), u l-firxa tas-sewqan tiżdied minn 560km għal 582km (\(\Delta R=22km\)), b'devjazzjoni ≤8% mill-previżjoni tal-mudell.

L-ispiża taċ-Ċiklu tal-Ħajja (LCC) huwa kkalkulat skond l-ISO 15686-5:2020 (ċiklu 10 snin, rata ta' skont 8%):

• Spiża tal-Akkwist: Għal skala ta’ 100,000 vetturi, l-ispiża materjali għal kull qafas tal-vettura tonqos minn 850 RMB (azzar) biex 320 RMB (dan il-materjal), iffrankar 53 miljun RMB fis-sena;
• Spiża tal-Operazzjoni: Kull vettura tnaqqas il-piż bi 22kg, b'distanza ta 'trasport annwali ta' 10,000km. Trakk jikkonsma 30L ta’ fjuwil għal kull 100km (prezz tal-fjuwil 8 RMB/L), iffrankar ta '12,000kWh ta' konsum annwali ta 'enerġija tat-trasport, ekwivalenti għal 6,000 RMB fl-ispejjeż tal-elettriku (0.5 RMB/kWh);
• Spiża tar-Riċiklaġġ: Il-valur residwu tal-fojl tal-aluminju jgħodd 60% tal-ispiża tal-materja prima (biss 20% għall-azzar), li jirriżulta f'differenza fil-profitt tar-riċiklaġġ ta '10 snin ta' 28 miljun RMB.Kalkolazzjoni komprensiva turi li l-LCC huwa 38.2% inqas minn dak tal-materjali tal-azzar u 15.6% aktar baxx minn dak ta 'materjali ta' aluminju solidu.

ECO-B. Aġġornament tas-Sigurtà: Mekkaniżmi ta' Protezzjoni Multi-Dimensjonali Ibbażati fuq Xenarji Ġodda ta' Riskju tal-Enerġija

A. Protezzjoni f'Saffi għall-Imblukkar Termali Runaway u l-Immudellar tal-Konduzzjoni tas-Sħana

L-istabbiltà termali tas-sottostrat tal-liga tal-aluminju (punt tat-tidwib 660℃) jinkiseb permezz ta 'sistema ta' protezzjoni ta 'tliet saffi ta' “sottostrat – kisi – struttura”:

• Disinn tal-kisi: Il-wiċċ tal-qalba tax-xehda huwa miksi b'kisja li titwaqqaf il-fjammi bbażata fuq l-epossi (formulazzjoni: 60% E-44 reżina epoxy, 20% idrossidu tal-aluminju, 15% aġent tal-kura tal-poliamide, 5% defoamer), b'indiċi ta 'ossiġnu ta' 32% (GB / T. 2406.2-2009, metodu ta 'ħruq vertikali), jissodisfa l-istandard tal-protezzjoni min-nar tal-Klassi B1. Analiżi Termogravimetrika (TGA, 10℃/min, N₂ atmosfera) juri li r-rendiment tal-char fi 800℃ jilħaq 35%, li hu 600% ogħla minn dik ta 'xehda ta' l-aluminju mhux miksi (5%);
• Insulazzjoni Termali Strutturali: Ċelloli eżagonali regolari jiffurmaw saffi tal-arja magħluqa (konduttività termali 0.026W/(m · k)), li flimkien mal-kisi (konduttività termali 0.18W/(m · k)) jikkostitwixxu sistema ta 'insulazzjoni termali komposti. Based on Fourier’s law\(q=-k\nabla T\), il-konduttività termali ġenerali hija kkalkulata li tkun 0.12W/(m · k), 40% aktar baxx minn dak ta 'xehda ta' l-aluminju mhux miksi (0.20W/(m · k)).

Test ta 'simulazzjoni ta' runaway termali miċ-Ċentru Nazzjonali għall-Ittestjar tal-Materjal tal-Vetturi tal-Enerġija Ġdida (CNAS L1234):

• Tagħmir: Simulatur runaway termali tal-batterija (rata ta 'tisħin 5℃/min, temperatura massima 900℃);
• Monitoraġġ Indikaturi: It-temperatura tal-wiċċ ta 'wara (GB 38031-2020 teħtieġ ≤180℃), emissjoni ta' CO (teħtieġ <300ppm), integrità strutturali (ebda kollass);
• Riżultati: Fi ħdan 30 minuti, it-temperatura tal-wiċċ backfire hija 152℃, L-emissjoni tas-CO hija 180ppm, u r-rata ta 'deformazzjoni hija 4.8% (rata ta 'deformazzjoni tal-pjanċi tal-aluminju tradizzjonali hija 21.5%), jissodisfaw bis-sħiħ ir-rekwiżiti standard.

B. Affidabilità Strutturali u Mikrokaratterizzazzjoni Taħt Ambjenti Estremi

Affidabilità taċ-Ċiklu tat-Temperatura: Testijiet taċ-ċiklu tat-temperatura (-40℃ għal 4h → 120℃ għal 4h, 50 ċikli) twettqu skont GB/T 2423.22-2012. Is-saħħa tal-shear ġiet ittestjata bl-użu ta 'magna tal-ittestjar universali elettronika (WDW-100) (GB / T. 14522-2009), u r-riżultati juru:

• Is-saħħa tal-qtugħ tonqos mill-2.1MN/m² inizjali għal 1.94MN/m², b'rata ta' attenwazzjoni ta' 7.6% (rekwiżit tal-industrija ≤10%);
• L-ebusija tonqos mit-3.2GPa inizjali għal 2.95GPa, b’rata ta’ żamma ta’ 92.2%;
• Mikro-Mekkaniżmu: Mikroskopija Elettronika tat-Trażmissjoni (TEM, JEM-2100) osservazzjoni turi li l-proporzjon ta 'tessut irrumblat kiesaħ {112}<110> jonqos minn 35% biex 33%, u d-daqs tal-qamħ ma jikberx b'mod sinifikanti (miżmuma f'5-8μm), tevita ksur fraġli f'temperatura baxxa u trattib f'temperatura għolja.

Impatt u Prestazzjoni tal-Vibrazzjoni:

• Test tal-Impatt tal-Boċċa li Jaqa'(GB / T. 1451-2005): Boċċa tal-azzar ta '5kg taqa' minn għoli ta' 1.5m. Il-qalba tax-xehda tassorbi l-enerġija permezz “deformazzjoni gradwali tal-plastik taċ-ċelloli”. Il-kurva tal-forza tal-ispostament waqt l-impatt turi forza massima tal-impatt ta '8kN u assorbiment tal-enerġija ta' 120J (deformazzjoni 25mm), mingħajr xquq fuq il-pannell. Meta mqabbel ma 'pannelli tax-xehda tal-PP (assorbiment tal-enerġija 65J, ksur f'deformazzjoni ta '15mm), ir-reżistenza għall-impatt hija mtejba minn 84.6%;
• Test tal-Vibrazzjoni(GB / T. 2423.10-2019): Knis vibrazzjoni f'10-2000Hz b'aċċelerazzjoni ta' 20m/s². Vibrometru tal-lejżer (PSV-500) tkejjel il-frekwenza tar-reżonanza f'350Hz (tevita l-firxa ta 'frekwenza operattiva komuni ta' 100-300Hz għal pakketti ta 'batteriji), u r-rata tat-trasmissjoni tal-aċċelerazzjoni tal-vibrazzjoni hija 0.78 (inqas mir-rekwiżit tal-industrija ta ' 1.0), tnaqqas ir-riskju ta 'ħsara għall-għeja tat-tab (testijiet tal-ħajja tal-għeja juru li n-numru ta 'ċikli ta' ksur tat-tab jiżdied minn 10⁶ għal 10⁷).

Ċ. Disinn tas-Sistema ta 'Insulazzjoni u Prestazzjoni Elettrika għal Pjattaformi ta' Vultaġġ Għoli ta '800V

Għal vetturi ta 'vultaġġ għoli ta' 800V (ISO 6469-3:2018), skema ta 'insulazzjoni komposta ta' “kisi b'saff doppju epoxy-fluorocarbon – saff ta 'insulazzjoni ta' l-arja” tiġi adottata:

• Prestazzjoni tal-kisi: Is-saff tal-qiegħ tal-epossi (30μm) jipprovdi insulazzjoni bażika, u s-saff ta 'fuq tal-fluworokarbon (20μm) itejjeb ir-reżistenza tat-temp. Miter ta 'reżistenza għolja (ZC36) jittestja r-reżistenza tal-volum f'1 × 10¹⁵Ω·cm (GB / T. 1410-2006 teħtieġ ≥1×10¹⁴Ω·cm), b'reżistenza ta 'vultaġġ ta' tqassim ta '2000V (1min, GB / T. 1408.1-2016) u tanġent tat-telf dielettriku (tanδ, 1kHz) ta ' 0.002 (telf dielettriku baxx taħt frekwenza għolja u vultaġġ għoli, jiġi evitat sħana żejda lokali);
• Disinn tas-Saff tal-Ajru: Il-ħxuna tas-saff ta 'l-arja fiċ-ċelloli tax-xehda hija 8-12mm. Skond il-kurva Paschen, is-saħħa tal-kamp tat-tqassim tal-arja f'din il-ħxuna hija ≥3kV/mm. Magħquda mal-kisi, dan jikseb “insulazzjoni doppja”. Anke fi 90% umdità (GB / T. 2423.3-2016), ir-reżistenza tal-insulazzjoni tibqa '≥1×10¹³Ω, jitnaqqas ir-riskju ta 'short-circuit billi 90%.

Tqabbil ma 'materjali ta' insulazzjoni mainstream (Tabella 1):

(Sors tad-Data: Rapporti tat-test ta’ partijiet terzi CNAS-L1234-2024-001 lil 004)

ECO-C. Adattament Industrija: Customization Speċifiku għal Xenarju u Disinn Parametriku (Inkluża Tabella tal-Parametri Professjonali)

Tabella 2: Tabella tad-Disinn Parametriku ta 'Panewijiet tax-xehda tal-fojl tal-aluminju ta' 0.07mm għal Xenarji ta 'Enerġija Ġodda

(Nota: L-istandards fil-parentesi huma bażi tat-test. Id-densità tal-erja hija ttestjata skont GB/T 451.2-2002)

A. Mekkaniżmu ta 'Personalizzazzjoni għall-Gwarniċi tal-Batterija tal-Enerġija

Id-disinn tal-CATL CTP 3.0 frejms hija bbażata fuq it-tqabbil ta ' “karatteristiċi taċ-ċelluli – rekwiżiti strutturali”:

• Ċelloli LFP (100kWh): B'densità ta 'enerġija ta' 160Wh/kg, huma sensittivi ħafna għall-piż (kull kg ta 'ċelluli tikkontribwixxi 0.16kWh ta' enerġija). Għalhekk, huwa adottat żift taċ-ċelluli ta '10mm (tnaqqas l-użu tal-materjal billi 12%) b'densità taż-żona ta '3.8kg/㎡, l-adattament għall-użu fit-tul fil-vetturi tal-passiġġieri (10 snin/200,000km). Testijiet ta' għeja (10⁶ ċikli, proporzjon tal-istress R=0.1) juru rata ta 'żamma tas-saħħa ta' 85%;
• Ċelloli NCM (200kWh): B'densità ta 'enerġija ta' 210Wh/kg u densità ta 'enerġija volumetrika għolja (450Wh/L), il-qafas jeħtieġ li jiflaħ tagħbijiet ogħla (pressjoni stivar taċ-ċelluli 15kPa). Għalhekk, żift taċ-ċelluli ta' 8mm + kustilji ta 'rinforz lokali 6061-T6 (modulu elastiku 69GPa) jintużaw, tiżdied is-saħħa tat-tensjoni flexural mill 6.0% u tikkontrolla d-deflessjoni fi ħdan 1.5mm/m biex tissodisfa l-kundizzjoni tat-tagħbija sħiħa tal-vetturi kummerċjali (piż totali 4.5 tunnellati).

Test fuq SUV elettriku pur: Il-piż tal-qafas tal-Pakkett jonqos minn 485kg (azzar) sa 320kg, titnaqqas il-massa mhux sprung bi 18kg, ibaxxu l-istress tas-sistema tas-sospensjoni billi 12%, u tqassar id-distanza tal-ibbrejkjar b'0.8m (100-0km/h). Adeżiv strutturali epossidiku (saħħa shear 15MPa) jintuża għall-assemblaġġ tat-twaħħil, tnaqqis fl-użu tal-bolt minn 40% u tqassar iċ-ċiklu tal-assemblaġġ minn 120s/unità għal 72s/unità, titjib fl-effiċjenza billi 40%.

B. Ottimizzazzjoni Speċifika għal Xenarju għat-Tagħmir tal-Ħażna tal-Enerġija

• Kabinetti tal-Ħżin tal-Enerġija tad-Dar (5-20kWh): Id-disinn irqiq ta '15mm jiddependi fuq il-karatteristiċi tal-ventilazzjoni tal-kanali tax-xehda (veloċità tal-arja 0.3m/s, Re=1200, stat tal-fluss laminari), b'qawwa ta 'dissipazzjoni tas-sħana naturali ta' 5W/㎡·K. Id-differenza fit-temperatura interna tal-kabinett hija ≤5℃ (12℃ għall-kabinetti tal-azzar tradizzjonali), iffrankar ta '80kWh ta' konsum annwali ta 'enerġija tal-fann (ikkalkulat ibbażat fuq tħaddim ta 'kuljum ta' 8h u qawwa tal-fann ta '40W);
• Stazzjonijiet tal-Ħżin tal-Enerġija fuq Skala Kbira (100MWh+): Il-pannell ta 'ħxuna ta' 25mm huwa miżjud b'a 15% Saff ta 'rinfurzar tal-ħġieġ E. Modifika tal-interface (aġent tal-akkoppjar tas-silane KH-550) iżid is-saħħa tat-twaħħil tal-interface bejn il-fibra tal-ħġieġ u l-fojl tal-aluminju għal 10MPa (test ta 'shear tat-tensjoni, GB / T. 7124-2021), ittejjeb ir-reżistenza tal-pressjoni tar-riħ minn 1.0kPa għal 1.5kPa (GB / T. 5135.1-2019, veloċità tar-riħ tat-test tal-mina tar-riħ 30m/s), jissodisfaw il-kundizzjonijiet tat-tifun fiż-żoni kostali (100-sena ritorn perjodu tifun veloċità tar-riħ 45m/s).

ECO-D. Bottlenecks Tekniċi u Żvilupp tal-Avanti

A. Breakthroughs tal-Proċess Qalba fil-Manifattura tal-Fojl tal-Aluminju Ultra-Rqiqa

Għonq tal-Kontroll tal-Forma tal-Pjanċa: L-irrumblar tal-fojl tal-aluminju ta '0.07mm huwa suxxettibbli għal “mewġ taċ-ċentru” (wavelength 500-800mm, għoli tal-mewġ 3-5mm), b'rata ta' rendiment ta' biss 80% għall-irrumblar kiesaħ ta 'erba' għoli tradizzjonali. Breakthroughs jinkisbu permezz:

• Applikazzjoni ta' HC Six-High Cold Rolling Mills: Dijametru tar-romblu tax-xogħol φ120mm, dijametru roll backup φ600mm. Kontroll magħqud ta “liwi roll pożittiv/negattiv + roll shifting intermedju” tiġi adottata, b'forza ta 'liwi roll ta' ± 50kN u firxa ta 'ċaqliq ta' ± 15mm, tikkontrolla t-tolleranza tal-forma tal-pjanċa fi ħdan 5I;
• Proċess ta' Rolling Asinkroniku: Differenza ta 'veloċità ta' 2%-3% bejn rombli ta 'fuq u t'isfel tintroduċi shear strain γ=0.05-0.08, tagħmel il-fluss tal-metall aktar uniformi waqt ir-rolling. Ir-rata ta' okkorrenza tal-mewġ taċ-ċentru tonqos minn 15% biex 3%, u r-rata tar-rendiment tiżdied għal 92%.

Ewlenin għall-Kontroll tal-Kontaminazzjoni taż-Żejt: Żejt tal-irrumblar residwu fuq il-wiċċ tal-fojl tal-aluminju (prinċipalment magħmul minn żejt bażi + addittivi esteri ta 'aċidu xaħmi) inaqqas is-saħħa tat-twaħħil tal-interface tal-qalba tax-xehda mill 30%. Proċess magħqud ta' “tindif elettrolitiku – tnixxif bl-arja sħuna” tiġi adottata:

• Tindif Elettrolitiku: 5% NaOH + 3% Soluzzjoni ta’ Na₂CO₃, temperatura 60℃, densità tal-kurrent 2A/dm², ħin tal-elettroliżi 30s, b'effiċjenza tat-tneħħija taż-żejt rolling ≥95%;
• Tnixxif bl-Arja sħuna: 120℃ arja sħuna (veloċità tar-riħ 5m/s), ħin tat-tnixxif 15s. L-ammont taż-żejt residwu jitnaqqas għal 2.3mg/m² (GB / T. 16743-2018 teħtieġ ≤5mg/m²), u s-saħħa tat-twaħħil tal-interface tinżamm b'mod stabbli f'12MPa (GB / T. 7124-2021).

B. Rotot tat-Teknoloġija ta' l-Avanti u Prospetti ta' Industrijalizzazzjoni

• Innovazzjoni Materjali: Żvilupp ta ' fojl kompost aluminju-grafene (żieda tal-grafen 0.5%) bl-użu ta' a “ballun tħin-dispersjoni komposti ultrasoniku” proċess (veloċità tat-tħin tal-ballun 300r/min, qawwa ultrasonika 600W). Il-grad ta 'dispersjoni fil-pjan tal-grafene huwa ≥90%. Osservazzjoni TEM turi li graphene jifforma a “struttura ta' rinforz bħal netwerk” fil-matriċi tal-aluminju. Is-saħħa tat-tensjoni fil-mira hija 350MPa (17% ogħla minn 3003/H18), b'elongazzjoni fil-waqfa miżmuma fi 12% (tevita fraġilità), tadatta għar-rekwiżit ta 'densità ta' enerġija għolja ta ' 4680 ċelluli ċilindriċi kbar (300Wh/kg);
• Innovazzjoni tal-Proċess: Żvilupp tal-proċess tal-iffurmar tal-ippressar bis-sħana integrat tal-qalba tal-pannelli tax-xehda. Kontrollur tat-temperatura tal-moffa jintuża biex jikkontrolla t-temperatura f'180℃, pressjoni f'1.5MPa, u ħin ta 'żamma f'10min, direttament kisba rbit metallurġiku bejn il-qalba tax-xehda u l-pannell, jeliminaw il-proċess ta 'twaħħil. Iċ-ċiklu tal-produzzjoni jitqassar minn 72h għal 48h, u t-tixjiħ tal-kisi jiġi evitat (attenwazzjoni tas-saħħa tnaqqas minn 15% biex 5% wara tixjiħ f'120℃ għal 1000h);
• Espansjoni tal-Applikazzjoni: Żvilupp ta 'kisi taċ-ċeramika kompost Al₂O₃-SiO₂ (ħxuna 15μm) għal batteriji fi stat solidu (temperatura operattiva 150℃) bl-użu ta 'proċess ta' bexx tal-plażma (qawwa tal-bexx 40kW, distanza 150mm). Id-densità tal-kisi hija ≥95%, iżżid ir-reżistenza tat-temperatura massima għal 200℃ filwaqt li tinżamm reżistenza għall-vultaġġ tat-tqassim ta '2000V, l-adattament għall-progress ta 'industrijalizzazzjoni ta' batteriji solid-state minn Toyota u CATL (2025-2027).

ECO-E. Qalba Q&A: Analiżi fil-fond minn Perspettiva Professjonali

Q1: X'inhi l-bażi għall-ottimizzazzjoni Pareto tal-ħxuna tal-fojl tal-aluminju ta '0.07mm?

A: Ibbażat fuq il- “kost-prestazzjoni-proċess” Kurva ta 'ottimizzazzjoni Pareto (Figura 1), 0.07mm tinsab fil-fruntiera ottimali tal-kurva:

• Dimensjoni tal-Prestazzjoni: Meta mqabbel ma 'fojl tal-aluminju ta' 0.05mm, is-saħħa tat-tensjoni hija miżjuda bi 15% (280MPa vs 243MPa), u s-saħħa tal-shear tiżdied bi 18% (2.1MN/m² vs 1.78MN/m²), jissodisfaw ir-rekwiżit ta 'pressjoni ta' stivar ta '15kPa ta' pakketti ta 'batteriji; il-ħajja tal-għeja (10⁶ ċikli) huwa miżjud bi 25%, tevita “ksur ta 'għeja b'ċiklu baxx” ta' fuljetti ultra-rqaq;
• Dimensjoni tal-Ispiża: Meta mqabbel ma 'fojl tal-aluminju 0.09mm, l-użu tal-materjal huwa mnaqqas bi 22% (densità taż-żona 3.8kg/㎡ vs 4.87kg/㎡), l-ispiża unitarja hija mnaqqsa bi 18% (200 RMB/㎡ vs 244 RMB/㎡), u l-konsum tal-enerġija rolling huwa mnaqqas minn 12% (120kWh/tunnellata vs 136kWh/tunnellata);
• Dimensjoni tal-Proċess: Ir-rata ta 'rendiment ta' fojl tal-aluminju ta '0.05mm hija biss 75% (suxxettibbli għal ksur tal-istrixxi), filwaqt li 0.09mm teħtieġ forza ta 'rolling ogħla (280kN vs 220kN), żieda fil-xedd tat-tagħmir minn 20%. B'kuntrast, 0.07mm għandu rata ta 'rendiment ta' 92% u l-forza tal-irrumblar tagħha taqbel mal-imtieħen HC sitt għoli eżistenti, li jirriżulta fl-ogħla fattibilità ta' industrijalizzazzjoni.

Q2: Il-prestazzjoni tal-għeja tal-pannelli tax-xehda tal-fojl tal-aluminju ultra-rqaq tissodisfa r-rekwiżit tas-servizz ta '10 snin/200,000 km ta' vetturi tal-enerġija ġodda??

A: Verifika permezz ta' testijiet tal-għeja (GB / T. 30767-2014, proporzjon tal-istress R=0.1, frekwenza 10Hz) wirjiet:

• Kondizzjoni tal-qafas tal-batterija tal-enerġija: Stress massimu σ_max=80MPa (kontabilità għal 28.6% tas-saħħa tat-tensjoni). Wara 10⁷ ċikli, ir-rata ta 'żamma tas-saħħa hija 88% (GB / T. 38031-2020 teħtieġ ≥80%), li jikkorrispondi għal medda ta 'sewqan ta' 200,000km (bejn wieħed u ieħor 500 ċikli ta' vibrazzjoni għal kull kilometru);
• Kundizzjoni tal-Kabinett tal-Ħażna tal-Enerġija: Stress massimu σ_max=50MPa (kontabilità għal 17.9% tas-saħħa tat-tensjoni). Wara 10⁸ ċikli, ir-rata ta 'żamma tas-saħħa hija 92%, li jikkorrispondi għal ċiklu ta’ servizz ta’ 15-il sena (madwar 6.7 × 10⁶ ċikli ta 'vibrazzjoni fis-sena);
• Mikro-Mekkaniżmu: Waqt l-għeja, id-densità tad-dislokazzjoni tal-matriċi tal-aluminju tiżdied minn 1×10¹⁴m⁻² għal 3×10¹⁴m⁻², iżda ma jiġu ffurmati l-ebda xquq ovvji tal-għeja (L-osservazzjoni SEM turi li l-fond tad-dimple tal-ksur jinżamm f'8-10μm), tikkonferma l-affidabilità tas-servizz fit-tul.

Q3: Il-materjal jissodisfa l-Kompatibbiltà Elettromanjetika (EMC) rekwiżiti għal pjattaformi ta 'vultaġġ għoli ta' 800V?

A: Verifika permezz ta' testijiet EMC (GB / T. 18655-2018) jikkonferma konformità sħiħa mar-rekwiżiti tal-pjattaforma 800V:

• Disturb Irradjat: Fil-medda ta 'frekwenza 30MHz-1GHz, il-vultaġġ ta 'disturb huwa ≤40dBμV (limitu 46dBμV), tibbenefika mill-proprjetà ta 'lqugħ elettromanjetiku tal-fojl tal-aluminju (effettività tal-ilqugħ ≥40dB, GB / T. 17738-2019);
• Twettiq ta' Disturb: Fil-medda ta 'frekwenza 150kHz-30MHz, il-kurrent ta 'disturb huwa ≤54dBμA (limitu 60dBμA). Is-saff tal-arja u l-kisi taċ-ċelloli tax-xehda jiffurmaw an “struttura ta 'tqabbil ta' impedenza” biex titnaqqas l-interferenza kondotta;
• Immunità: L-ebda anormalitajiet ma jseħħu fl-iskarigu elettrostatiku (ESD) testijiet (kuntatt skarigu 8kV, skarigu ta 'l-arja 15kV, GB / T. 17626.2-2018). Minħabba r-reżistenza tal-wiċċ tal-materjal ta '1 × 10⁸Ω (bejn il-konduttur u l-iżolatur), l-elettriku statiku jista 'jiġi rilaxxat bil-mod biex jiġi evitat it-tqassim.

Q4: X'inhu l-mekkaniżmu sinerġistiku ta 'dissipazzjoni tas-sħana bejn dan il-materjal u sistemi ta' tkessiħ likwidu fi stazzjonijiet tal-ħażna tal-enerġija fuq skala kbira?

A: Permezz tas-CFD (Fluwenti) simulazzjoni u verifika tat-test, sistema sinerġika ta 'dissipazzjoni tas-sħana ta' “konvezzjoni naturali taċ-ċelluli – tkessiħ likwidu konvezzjoni sfurzata” hija ffurmata:

• Kanali tax-xehda: 8-12żift taċ-ċelluli mm jifforma kanali ta 'konvezzjoni vertikali b'veloċità ta' l-arja ta '0.3-0.5m/s u qawwa tad-dissipazzjoni tas-sħana ta' 5-8W/㎡·K, tnaqqas it-temperatura tal-wiċċ taċ-ċelloli tal-ħażna tal-enerġija minn 55℃ għal 48℃;
• Sinerġija tat-Tkessiħ Likwidu: Il-pjanċa tat-tkessiħ tal-likwidu hija marbuta mal-pannell tax-xehda bl-użu ta 'kolla konduttiva termali (konduttività termali 2W/(m · k)). Il-pannell tax-xehda jaġixxi bħala a “saff intermedju konduttiv termali”, tiżdied l-effiċjenza tat-trasferiment tas-sħana miċ-ċelloli għall-pjanċa tat-tkessiħ likwidu mill 15% (reżistenza termali tnaqqas minn 0.15K / W għal 0.13K / W meta mqabbla ma 'twaħħil dirett);
• Uniformità tat-temperatura: Id-dissipazzjoni sinerġistika tas-sħana tnaqqas id-differenza fit-temperatura interna tal-kabinett minn 8 ℃ għal 3 ℃ (GB / T. 36276-2018 teħtieġ ≤5℃), tiġi evitata l-attenwazzjoni tal-kapaċità taċ-ċelluli kkawżata minn hotspots lokali (rata taż-żamma tal-kapaċità tiżdied minn 85% biex 90% wara 1000 ċikli).

Q5: Jagħmel il-Valutazzjoni taċ-Ċiklu tal-Ħajja (LCA) ta dan il-materjal jikkonformaw mal- “karbonju doppju” għanijiet?

A: Analiżi LCA skont l-ISO 14040-2006 (mill-benniena sal-qabar, unità funzjonali: 1㎡ pannell tax-xehda) wirjiet:

• Konsum tal-Enerġija: Il-konsum tal-enerġija fl-istadju tal-produzzjoni huwa 280kWh (inkluż it-tidwib tal-aluminju, rolling, u li jiffurmaw), li hu 46% aktar baxx minn dak tal-frejms tal-azzar (520kWh) u 67% aktar baxx minn dak tal-pannelli tax-xehda tal-fibra tal-karbonju (850kWh);
• Emissjoni tal-Karbonju: L-emissjoni tas-CO₂ taċ-ċiklu sħiħ hija 12kg, li hu 57% aktar baxx minn dak tal-frejms tal-azzar (28kg) u 73% aktar baxx minn dak tal-pannelli tax-xehda tal-fibra tal-karbonju (45kg) (Il-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju teħtieġ ossidazzjoni tal-akrilonitrile, li jirriżulta f'emissjonijiet għoljin tal-karbonju);
• Riċiklaġġ: Fojl tal-aluminju jista 'jkun 100% riċiklat bit-tidwib, b'konsum ta' enerġija ta' riċiklaġġ ta' biss 5% ta' aluminju primarju (GB / T. 27690-2011). Riċiklaġġ fuq 10 snin jistgħu jnaqqsu l-emissjonijiet tas-CO₂ bi 8kg/㎡, tikkonforma mar-rekwiżit tal-marka tal-karbonju (≤100kg CO₂eq/kWh) tar-Regolament tal-UE dwar il-Batterija Ġdida (2023/1542).