電気自動車のバッテリーパック-設計、コンポーネント、パッケージ

リチウムイオン電池は、他の電池よりも効率が高く、信頼性が高いため、電気自動車に最適です。バッテリーは高い評価を受けていますが、直面する主な抑止力の問題には次のようなものがあります。リチウムイオン電池の熱安定性と高い製造コスト。電気自動車業界の多くのプレーヤーや自動車メーカーは、今日、バッテリー設計の最適化に焦点を合わせています。彼らのほとんどが達成しようと努力している主な結果は、安全で軽量、そして非常に効率的な、エネルギー貯蔵が増加したバッテリーを持つことです。ほとんどのメーカーは、EVバッテリーパックの性能を向上させるために、温度条件が調整されたバッテリーの製造を目指しています。

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EVバッテリーパック製造業界が急変したのはなぜですか？ EVバッテリーを理解するために、EVのバッテリーパックの設計、コンポーネント、およびパッケージングがどのように見えるかについて話し合い、詳細な情報を入手しましょう。

電気自動車のバッテリーパックの設計

電気自動車のカーバッテリーパックは、さまざまなコンポーネントで構成される複雑なシステムを備えています。したがって、効率的なバッテリーパックの設計は、電子自動車の成功にとって非常に重要です。 EVバッテリーパックには、車内のさまざまなサブシステムと通信するさまざまな電気機械システムが含まれています。また、さまざまなインターフェイスを介して複数のパラメータと同時に通信します。これらのインターフェースには以下が含まれます。機械的、構造的、熱的、電気的、制御、およびサポート。

●各種インターフェースを介した機械的通信は、バッテリーパックの信頼性と安全性に影響を与え、EVをより安全に運転できるようにします。これは、EVのすべての機械設計機能を表しています。これらには、ダンピングパッド、排気バルブ、セルスペーサー、および安全上の理由からバッテリーパック内に統合されたさまざまなシールが含まれます。

●構造-バッテリーパックの一般的な封じ込めです。バッテリーパックの保護部材として機能するタイロッド、エンドプレート、クロスメンバーなどの構造的特徴が含まれています。したがって、優れたバッテリーパックには、外部および環境要因（湿度、汚れ、振動、および衝突の影響）から保護するために、ケースとカバーが必要です。

●サーマルインターフェースは、リチウムイオン電池セル内の温度を摂氏25度から30度に制御します。また、エネルギー容量を最大化するために、バッテリーパック内に均一な熱分布があることを保証します。ポンプ、熱交換器、冷却剤、ファンなどのシステムが含まれています。

●電気インターフェースは、EVの電力要件を満たすために特定の電圧を生成および送信します。その電気回路は、バスバーとケーブル、ヒューズ、コンタクタ、回路遮断、およびリレーで構成されています。

●制御システムは、バッテリーパックの状態を監視および調整します。機能は、バッテリー管理システムと、バッテリーパック内の電流、電圧、湿度、圧力、および温度を測定するために使用されるセンサーです。

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●サポートインターフェースは、バッテリーパックが車両から受けるサポートです。必要な程度の防振を実現するために、取り付けブラケットと車軸を介して試運転されます。その他のシステムには、シャーシ、フロア、およびカーシートが含まれます。

電気自動車のバッテリーパックコンポーネント

電気自動車は、効果的に機能するために膨大な量の電力を必要とします。 EVバッテリーパックは、電気自動車の種類によって若干異なる場合があります。しかし、一般的に、これらの車両のバッテリーパックには3つのコンポーネントが含まれています。セル、モジュール、およびパック。 EVには、モジュールやパックの形で取り付けられた無数のバッテリーが含まれています。したがって、バッテリーセルのクラスターはモジュールを実行します。モジュールのクラスターがパックを作成するため、バッテリーパックという言葉が使われます。

●セル

セルは、EVを推進するために充電および放電することによって電気エネルギーを発揮する基本ユニットです。セルは、カソード、アノード、セパレーター、バインダー、および電解質でできており、すべてアルミニウムケースに収められています。陰極は、コバルト、アルミニウム、ニッケルなどの多くの金属で構成される最も価値のあるリサイクル可能な材料を通常保持する正極です。一方、負極である陽極は、主にシリコンで構成されています。ベースのコンポーネント、カーボンまたはグラファイト。

●モジュール

モジュールは、固定数のセルを組み合わせて、熱、衝撃、振動などの外部要因からバッテリーを保護することにより、フレームに配置されたバッテリーセルのアセンブリです。モジュールは溶接されて、EV内の電流流路を完成させます。これらのモジュールには、温度と冷却メカニズム、および各バッテリーセルによって生成される電圧の監視を組み込むこともできます。

●パック

パックはEVバッテリーの最終形状です。モジュールと、バッテリー管理システム、熱管理システムなどのさまざまな制御システムで構成されています。これらの制御システムは、バッテリーパックの外側の車両との通信を担当します。

電気自動車のバッテリーパックのパッケージ

EVバッテリーパックは信頼性が高く、耐衝撃性、熱安定性、防振に関連する問題に対処する必要があります。バッテリーパックをパッケージ化するときは、バッテリーが故障する可能性を減らすために、バッテリーパックシステムの異なるユニット間の機械的および熱的相互作用を最小限に抑える必要があります。バッテリー内には、パッケージング中に考慮しなければならない重要な要素とシステムがあります。これらには、バッテリーセル、ガス排気ノズル、セルスペーサーのタイプ、断熱コーティングの厚さ、およびバッテリー冷却システムが含まれます。これらの要素は、EVを安全かつ効率的に動作させるシステムであるため、非常に重要です。

パッケージングに関しては、バッテリーセルのタイプが重要です。研究により、小さな円筒形セルを大量にパッケージ化することで、パックの体積効率を改善する方が簡単であることが証明されています。パッケージのコンパクトさは、バッテリーパックの熱性能にプラスの影響を与えます。電池セルスペーサータイプもパッケージングにおいて重要です。バッテリーセルは通常、剛性のあるスペーサーによって事前に指定された場所にまとめられています。これらのスペーサーは摩擦ばめであり、使用するセルのタイプと形状に常に依存します。これらは、温度調節の変動を受けるバッテリーセルまたはモジュールの動きを制限するために適切に適合することを目的としています。

バッテリーパックのパッケージには、熱管理システムも含まれています。高温によるバッテリー故障の場合にEVにもたらされる安全上のリスクを最小限に抑えるために、圧力解放バルブがパッケージに含まれています。

結論

電気自動車のバッテリーパックは、製造およびパッケージングの際に特定の考慮事項に従う必要があります。製造業者は、安全性、質量と体積の観点からの効率、保守性、過酷な条件での運用への準備、冷却システムの実装、取り扱い、および運用を考慮する必要があります。