Nuove sfide nel fissare i pacchi batteria per nuovi veicoli energetici: in che modo i bulloni a vite della flangia della testa dell'esagono resistono alle vibrazioni termiche?

Con il rapido sviluppo del nuovo settore dei veicoli energetici, la sicurezza e l'affidabilità dei pacchi batteria poiché i componenti di base del sistema di alimentazione hanno attirato sempre più attenzione. Tra questi, i bulloni della flangia esagonale, un dispositivo di fissaggio apparentemente poco appariscente, svolgono un ruolo chiave nel collegare i moduli della batteria e la fissazione delle strutture. Tuttavia, nelle complesse condizioni di lavoro dei veicoli elettrici, l'espansione termica e le vibrazioni ad alta frequenza sono diventate due importanti sfide che devono affrontare.

Espansione termica: l '"killer invisibile" sotto differenza di temperatura
La temperatura dei pacchi batteria del nuovo veicolo energetico fluttua violentemente durante il funzionamento. Durante la ricarica, la temperatura interna della batteria può salire su 60 ° C; Mentre si trova in un ambiente a bassa temperatura, la temperatura del pacco batteria può scendere bruscamente a -30 ° C. Questa differenza di temperatura estrema provoca i materiali (come lega di alluminio e acciaio) tra il modulo della batteria e la staffa fissa per sottoporsi a diversi gradi di espansione termica. Se il Bulloni a vite della flangia della testa esagonale non è progettato correttamente, il precarico può essere attenuato o addirittura fallire a causa della mancata corrispondenza dei coefficienti di espansione del materiale.

Piano di risposta tecnica:
Ottimizzazione del materiale: utilizzare leghe ad alta resistenza con coefficienti a bassa espansione (come leghe di titanio o acciai inossidabili speciali) per ridurre la differenza di espansione tra bulloni e materiali del modulo della batteria.
Rivestimento composito: l'applicazione di un rivestimento termicamente stabile sulla superficie del bullone non solo migliora la resistenza alla corrosione, ma migliora anche la stabilità della connessione attraverso l'effetto sinergico dell'espansione termica tra il rivestimento e il substrato.
Progettazione di precarico dinamico: attraverso l'analisi degli elementi finiti (FEA) per simulare la distribuzione dello stress a temperature diverse, progettare filettature a portata variabile o rondelle elastiche per ottenere una compensazione dinamica della forza di precarico.
Shock di vibrazione: "battaglia prolungata" di fatica ad alta frequenza
Durante il processo di guida dei veicoli elettrici, il pacco batteria continua a resistere alle vibrazioni dalla strada, all'impatto dell'accelerazione/decelerazione e alla vibrazione ad alta frequenza del funzionamento del motore. Lo stress alternato accumulato a lungo termine può causare frattura da fatica dei bulloni della flangia, che a sua volta causano alle spalle il modulo della batteria e causano rischi di corto circuito.
Direzione tecnica innovativa:
Aggiornamento della tecnologia anti-loosening: dall'anti-loosening tradizionale (come doppi dadi, rondelle a molla) a anti-loosing strutturale (come colla di bloccaggio a filo, dispositivo di bloccaggio a cuneo) e persino utilizzare bulloni intelligenti (sensori integrati per monitorare le modifiche al precarico).
Design di smorzamento delle vibrazioni: aggiungere uno strato di materiale di smorzamento elevato alla superficie di contatto tra il bullone e il pacco batteria per assorbire l'energia di vibrazione e ridurre l'ampiezza dello stress.
Previsione della vita a fatica: combinati con i dati delle condizioni di lavoro effettivi, strumenti come il metodo di conteggio del flusso di pioggia vengono utilizzati per valutare la vita a fatica dei bulloni, fornendo una base scientifica per la manutenzione regolare.
Collaborazione del settore ed evoluzione standard
L'incontro con le sfide dell'espansione e delle vibrazioni termiche richiede non solo innovazioni nella scienza dei materiali e nella progettazione meccanica, ma anche la collaborazione tra a monte e a valle della catena del settore. I produttori di batterie, i fornitori di dispositivi di fissaggio e i produttori di veicoli devono sviluppare congiuntamente standard di test più rigorosi, come: ad esempio:

Test del ciclo termico: simula l'espansione termica ripetuta e la contrazione dei pacchi batteria in un ambiente da -40 ℃ a 85 ℃.
Test di durata delle vibrazioni: riprodurre vibrazioni casuali multi-asse dei veicoli durante la guida su un tavolo di vibrazione.
Monitoraggio dell'attenuazione del preload: sviluppare sensori incorporati per tenere traccia delle modifiche al precarico dei bulloni in tempo reale.

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