Materiales innovadores para alojamientos de baterías de vehículos eléctricos ligeros
A medida que la cuota de mercado de los vehículos eléctricos (EV) en el sector automotriz sigue creciendo, el nuevo modo de propulsión ha creado la necesidad de replantear el enfoque actualLa industria automotriz exige productos más ligeros, resistentes y seguros, y los expertos en materiales de ingeniería de Envalior están respondiendo a esas demandas con nuevos materiales innovadores.
Intervención en la conferencia Electric & Autonomous Vehicle (EAV) 2024 de la Society of Plastics Engineers (SPE) en Troy, Michigan, Keith Kauffmann, Automotive Application Development Engineer, Envalior Americas, presentó una ponencia sobre la creación del primer sistema de encapsulado de baterías de alto voltaje totalmente funcional fabricado completamente con plásticos de ingeniería.
La bandeja de la batería, un desarrollo conjunto entre Envalior y Kautex Textron, fue adaptada en un VW ID.3 EV. Se completaron las pruebas a nivel de sistema y las pruebas en campo en vehículos están actualmente en curso.
«El encapsulado estructural para baterías combina materiales innovadores y funtegración funcional, lo que resulta en una solución ligera y rentable en comparación con el diseño metálico base”, dijo Kauffmann. “Representa una solución de menor coste, menor peso y menor huella de carbono que el diseño metálico.”
El prototipo de bandeja de batería está fabricado con el material de Envalior Durethan® B24CMH2.0 (PA6) combinado con tecnología de fibras largas directas (D-LFT), lo que resulta en un 45% de fibra de vidrio larga en el producto final. La bandeja de batería está reforzada con Tepex termoplásticotecnología de láminas compuestas ic.
El producto de PA6 no reforzado está específicamente desarrollado para moldeo por compresión D-LFT. Presenta una estabilización térmica a largo plazo hasta 160 °C, estabilizado para el procesamiento en presencia de aire/oxígeno, optimizado para una menor emisión (por ejemplo, humo, vapores) y ofrece un flujo excelente para un llenado eficiente con una fuerza de cierre reducida.
Keith Kauffmann recibe un certificado de participación en la sesión de manos de Jeff Helms, presidente de la sesión de SPE.
Cuando se combina con el moldeo por compresión, D-LFT permite que el moldeador ajuste fácilmente el contenido de fibra de vidrio (si es necesario) y también le brinda la libertad de modificartipo de vidrio o cambiar a fibra de carbono. Es adecuado para geometrías con variaciones significativas en el espesor de pared.
El moldeo por compresión también permite la combinación opcional de D-LFT con láminas compuestas de Tepex, una solución para refuerzos estructurales y una mejor protección frente al thermal runaway.
Las ventajas logradas de los alojamientos de batería termoplásticos incluyen:
- Un solo paso de moldeo por compresión
- Integración de componente y función
- Reducción significativa de los pasos de ensamblaje
- Reducción global de costes
- Holaalto potencial de reciclabilidad con una menor huella de carbono
- Ahorro de peso respecto al diseño en aluminio
«El diseño de una sola pieza proporciona mejores tolerancias dimensionales que las bandejas multipieza, y la construcción simple requiere menos espacio de producción», indicó Kauffmann. «Un menor número de proveedores implica menos logística y una mayor consistencia en los materiales.»
Además, cumple con las estrictas pruebas de resistencia al fuego de la industria de vehículos eléctricos y los requisitos de apantallamiento electromagnético (EMS) añadiendo mica sheet y lámina de aluminio.
Creemos que un uso más inteligente de los materiales y la introducción de materiales avanzados permitirá una mayor consolidación de piezas en aplicaciones como la tapa del alojamiento de la batería,” indicó Kauffmann. “Por ejemplo, aunque la lámina de mica era necesaria para la protección contra el thermal runaway, consideramos que Tepex ofrece un potencial para la protección frente al thermal runaway que puede integrarse en la cubierta superior del alojamiento de la batería.”
Como proveedor de soluciones, Envalior ofrece numerosas alternativas tanto para moldeo por compresión como para inyecciónen moldeo con conocimientos internos de ingeniería para apoyar el diseño y la ingeniería.
Kauffmann concluyó: “Estamos observando una mayor demanda del mercado para carcasas de batería de plástico que aborden el coste y el peso. Aunque para este prototipo de carcasa de batería se seleccionó el moldeo por compresión, existe tecnología de moldeo por inyección para procesar estas piezas de gran tamaño. Los principales beneficios del moldeo por inyección son una mayor integración funcional y repetibilidad del proceso. Envalior ofrece una amplia gama de materiales y soluciones de ingeniería para ayudar a nuestros clientes a alcanzar sus objetivos de rendimiento y coste para los alojamientos de baterías.”