Корпуса на основе новой модульной системы от Handtmann могут, в зависимости от версии, сэкономить до 100 кг веса. Размеры охватывают обычный размер корпуса до 4 м 2. При необходимости, аккумуляторный отсек может вместить от 500 кг до 700 кг полезной нагрузки на элементы аккумулятора.
Встреча пользователей облегченной конструкции
Существуют также решения для облегченной конструкции с использованием аддитивного производства, композитов и отливок на нашей 4-й встрече пользователей по облегченной конструкции, которая состоится 7 ноября 2019 года в Вюрцбурге. Цена раннего завтрака заканчивается 4 октября 2019 года. Вы можете найти дополнительную информацию здесь: Встреча пользователей для легкой конструкции
Три модуля модульной системы характеризуются различными группами материалов, которые используются для корпуса батареи. Для первой модели, композитного профиля, рама состоит из экструдированных профилей, которые сварены машиной. Для второго дизайна, гибридного дизайна, экструдированные профили также используются для корпуса батареи. Кроме того, имеются высокоинтегрированные функциональные элементы из литого под высоким давлением алюминия. Они приварены к несущим алюминиевым профилям экструдера. Для третьего варианта вся рама корпуса состоит из одного литого алюминиевого компонента. Нижняя часть корпуса батареи выполнена из алюминиевого проката всех трех моделей, опционально с дополнительными охлаждающими каналами или без них.
Картинная галерея
Профильная сеть
Экструдированные профили для балок и боковых ящиков, а также рулонный лист для пола характеризуются высокой прочностью. В автомобильной промышленности эти материалы зарекомендовали себя в течение некоторого времени с характерными значениями для предела текучести Rp 0,2 > = 290 МПа и относительного удлинения при разрыве A 50 > 10%, например, для коробок столкновения, которые должны иметь определенную зону смятия.
Экструдированный или рулонный материал предназначен для использования в будущем. Простые модели могут быть эффективно изготовлены, системные затраты невелики, а процессы сварки машины сегодня являются проверенной рутиной. Однако стоимость такой конструкции экспоненциально возрастает со сложностью узлов, которые необходимы в передней или задней области корпуса для прохода кабелей, линий охлаждения и определения точек крепления для соединения корпуса. Прежде чем затраты на крупномасштабную сборку снизятся, стоит взглянуть на интегрированный гибридный дизайн.
Профиль литой композитный
Для гибридной конструкции требуется всего несколько точек соединения, которые обеспечивают комбинацию экструдированных профилей и литого алюминия для каркаса корпуса. Отливки используются только в тех случаях, когда требуются угловая геометрия и высокая функциональная плотность, например, в точках крепления, втулках для охлаждающей жидкости и высоковольтных линиях. Экструдированные профили в раме приводят к закрытым боковым коробам с высоким моментом инерции и хорошей жесткостью. Регулировка общей длины экструдированных и катаных профилей позволяет легко масштабировать корпус батареи в соответствии с различными макетами и форматами батареи. Масштабируемые размеры аккумуляторов для автомобилей различных размеров и конструкций могут быть выполнены так же легко, как и с использованием чистой комбинации профилей.
Литой композит
Процесс литья под высоким давлением позволяет изготавливать всю окружающую раму корпуса батареи вместе со всеми функциональными деталями сложной формы в одном корпусе. Эта архитектура прочно приварена к алюминиевой плите пола. Выгодно спроектировать боковую конструкцию для поглощения определенной силы при литье под давлением с зоной смятия при аварии, например, с оптимизированными по топологии сотовыми элементами.
При такой конструкции литого корпуса весом около 100 кг достаточно для полезной нагрузки комплекта аккумуляторных батарей весом 500 кг при условии тщательной разработки всех сварочных и соединительных элементов. При прямом сравнении это дает преимущество в весе около 30% по сравнению с конструкцией из листовой стали в соответствии с обычной сегодня конструкцией, благодаря которой конструкция, предотвращающая столкновение, и полезная нагрузка сохраняются в сопоставимых размерах.
Одни только размеры устанавливают логические пределы для литого дизайна. Силы закрытия формы будут принимать астрономические размеры для негабаритных корпусов с площадью поверхности в несколько квадратных метров, тем самым превышая пределы, которые технически осуществимы. Для более компактных корпусов, таких как те, которые используются для накопления энергии гибридных накопителей (HV) или съемных накопителей (PiH) в формате обычного дорожного чемодана, литой под давлением алюминий является идеальным производственным процессом.
Каждый метод строительства имеет свои преимущества
Очевидная идея состояла в том, чтобы создать комбинацию литых и экструзионных структур для больших блоков, добавив тем самым преимущества обоих вариантов компоновки. Комбинация экструдированных опор (Rp 0,2 > = 350 МПа, A 50 > 10%) с основой из листового проката для корпуса обеспечивает оптимизированную сварную конструкцию, которая имеет значительные преимущества для облегченной конструкции.
После обширных испытаний Handtmann нашел преимущества для решения с одним сортом. Такая модель может быть создана в процессе сварки машины с высокой степенью автоматизации. Экструдированные алюминиевые профили образуют здесь несущие конструкции. Поскольку передняя и задняя части корпуса могут быть спроектированы с простой геометрией, структура чистого профиля дает явные преимущества: вес корпуса может достигать наилучшего значения около 50 кг. И в этом случае вся конструкция рассчитана на нагрузку около 500 кг для элементов батареи. Дальнейшее увеличение также возможно с этой системой через целевое дальнейшее развитие. Однако такая конструкция корпуса батареи требует нескольких специальных функций. Должны ли все соединения для охлаждения,Зарядный и тяговый ток, а также полное управление температурным режимом могут быть приспособлены к высокой степени интеграции в небольшом пространстве, тогда требуется высокий уровень производственных ноу-хау.
Сварные конструкции быстро достигают своих пределов. Во многих случаях дизайн должен быть дополнен литыми конструкциями в области функциональных узлов - и это логически ведет к гибридной модели, основанной на модульной системе Handtmann.
Та же функциональная сфера
Все три модели охватывают одну и ту же функциональную область. Агрегаты и кабели для зарядки и тягового тока, терморегулирования и управления системой конструктивно интегрированы во все представленные решения. Чтобы иметь возможность сравнивать как сборочные работы, так и системные затраты, различные элементы были определены заранее:
- Включение аккумуляторных модулей
- Жидкостное охлаждение с соединениями для подачи охлаждающей жидкости
- Интеграция точек крепления кузова
- Универсальная рама с мятой зоной
- HV разъемы и кабельные вводы
- Защита от столкновений и страховок
Внутренняя структура корпуса батареи имеет профили, которые не только служат опорой для отдельных отсеков элементов батареи. В то же время они обеспечивают подходящие пути загрузки для аварии, равно как и линии для контроля охлаждающей жидкости и системы. Преимущество: ничего из трех типов модульной системы не является сложным или дорогостоящим. Все остается масштабируемым. Несколько технических решений могут быть использованы для сборки всех трех моделей. В дополнение к обычной MIG / MAG сварке, Handtmann имеет опыт в лазерной сварке, а также сварке трением с перемешиванием.
Дополнительная информация о безопасности столкновения всех моделей гарантируется
Так называемый краш-тест с 200 кН в соответствии с GB / T 31467.3-2015 является представителем реалистичной нагрузки. Испытание моделирует стойкость корпуса к удару о столб при определенных условиях. Испытание не должно вызывать каких-либо деформаций в корпусе, чтобы надежно исключить короткие замыкания между элементами.
Обширные серии испытаний в Handtmann доказали, что в несущей конструкции нет сбоев и нет деформации внутренней геометрии. После испытания отсеки ячеек не обнаруживают пластической деформации. Скорее, существуют значительные резервы безопасности. Если при испытании требуется поглощение силы около 200 кН, иногда запасы составляют около 30%.
Весовое преимущество до 50 процентов
Модульная система Handtmann для корпусов аккумуляторов упрощает адаптацию к нескольким конструктивным спецификациям для текущей серии автомобилей с электроприводом. Заданная защита пола от пола так же важна, как центральные соединения для охлаждающей жидкости, опционально для вариантов с внутренним или внешним охлаждением. Для всех трех типов возможны веса корпуса от 50 кг до 100 кг, в зависимости от типа конструкции, что дает преимущество в весе от 30% до 50% по сравнению со стальной конструкцией. Размеры алюминиевой модульной системы еще не исчерпаны. (Qui)