Vermindering van complexiteit en kosten bij hybride brandstoftankontwerp

Elektrificatie versnelt. Maar het verloopt niet lineair.

Terwijl batterij-elektrische voertuigen zich verder opschalen, blijven hybride voertuigen een cruciaal onderdeel van de transitie, en zij ontwikkelen zich snel. Mild-hybrides, volwaardige hybrides, plug-in hybrides en nu extended-range electric vehicles (EREVs) veranderen de aandrijflijnarchitectuur in wereldwijde markten.

Voor ontwerpers van brandstoftanks brengt dit nieuwe uitdagingen met zich mee. De eisen aan engineering worden steeds zwaarder. Hogere interne druk. Compactere verpakkingen. Verhoogde duurzaamheidsverwachtingen. En continue kostendruk.

Het traditionele antwoord van de industrie is multilayer blow-molded tanks gemaakt van high-density polyethyleen (HDPE) en ethyleen-vinylalcohol (EVOH). Dit is effectief, maar kent afwegingen:

• Beperkte controle over wanddikte, waardoor het totaalgewicht toeneemt
• Hogere kapitaalinvesteringen door multilayer verwerking
• Groter risico op lekkage bij verbindingen
• Toegenomen complexiteit door secundaire bewerkingen

Naarmate elektrificatie opschaalt, is dit niveau van complexiteit niet langer houdbaar.

Een nieuwe benadering voor hybride brandstoftankprestaties

Hybride brandstoftanks functioneren onder hogere over- en onderdrukcondities dan conventionele brandstoftanks voor verbrandingsmotoren. Om dit te beheersen vertrouwen ontwerpers vaak op spuitgegoten pilaren, beugels en schotten voor structurele versteviging en het beperken van brandstofgolven.

In blaasgegoten meerlaagse systemen vereisen deze functies vaak extra assemblage, wat kosten, gewicht en het risico verhoogt.

Spuitgieten verandert de situatie.

Met onze Fuel Lock Technology, gebaseerd op geavanceerde polyamiden zoals Durethan® Fuel Lock en EcoPaXX® Fuel Lock, maken we monolaags brandstoftankontwerpen mogelijk die mechanische prestaties en barrière-eigenschappen combineren in één materiaal.

Deze benadering biedt de volgende voordelen:

• Verbeterde controle over wanddikte
• Geïntegreerde functionele kenmerken direct meegegoten in de tank
• Verminderd aantal nabehandelingsstappen
• Vereenvoudigde systeemarchitectuur

Samen kunnen we het ontwerp van hybride brandstoftanks heroverwegen, in plaats van slechts de bestaande aanpak te optimaliseren.

Waarom EREV’s een nieuwe brandstoftankarchitectuur vereisen

Door de kloof te overbruggen tussen plug-in hybrides en volledig elektrische voertuigen bieden EREV’s een aantrekkelijk alternatief. De wielen worden volledig aangedreven door elektromotoren, terwijl een kleine verbrandingsmotor uitsluitend als generator fungeert om de accu op te laden. De motor drijft nooit direct de wielen aan.

Deze architectuur delBiedt EV-achtig rijgedrag voor dagelijks gebruik terwijl rijbereikangst wordt geëlimineerd dankzij snel tanken. Daarnaast worden de aandrijflijnmechanica vereenvoudigd door het elimineren van de noodzaak voor een transmissie. De noodzaak voor een brandstoftank blijft echter bestaan.

EREV’s stellen inderdaad unieke eisen aan het ontwerp van brandstofsystemen. Tanks zijn kleiner, de inbouwruimte is beperkter, en drukbeheer blijft cruciaal. Tegelijkertijd streven OEM’s naar massareductie en kostenverlaging van voertuigen, terwijl de duurzaamheid onder steeds diversere bedrijfsomstandigheden behouden blijft.

Met de groeiende toepassing van EREV’s – vooral in regio’s waar elektrificatiedoelstellingen en infrastructuurbeperkingen in balans moeten worden gebracht – moeten brandstoftankoplossingen zich dienovereenkomstig ontwikkelen. Monolaag polyamide systemen bieden een oplossing om aan deze nieuwe eisen te voldoen zonder extra last voor het productieproces.

Polyamide-oplossingen die het ontwerp van brandstoftanks vereenvoudigen en versterken

Fuel Lock Technology comcombineert sterke mechanische eigenschappen met uitstekende barrièreprestaties in één materiaalsysteem. In vergelijking met conventionele HDPE/EVOH meerlaagse spuitgiettechnologie maken injectie-gegoten polyamide tanks het volgende mogelijk:

• Grotere ontwerpvrijheid
• Lokale verstevigingen waar nodig
• Optimale benutting van beschikbare inbouwruimte
• Geïntegreerde structurele elementen in één stap gevormd

Deze integratie vermindert potentiële lekkagepunten en ondersteunt een robuustere tankarchitectuur. Doordat wij nauw samenwerken met OEM’s en Tier 1-suppliers, ondersteunen wij de volledige ontwikkelcyclus, van CAE-ontwerp en permeatievoorspelling tot thermische stabiliteitsanalyse en toepassing validatie.

Duurzaamheid, stabiliteit en sterkte in één materiaal

Elektrificatie gaat verder dan alleen aandrijflijnen; de juiste materialen maken het verschil.

EcoPaXX® Fuel Lock biedt een overtuigende oplossing voor intrinsiek zoutnevelbestendige tanks in open chassis-ontwerpen. Gebaseerd op 70% bio-gebaseerde monomeer afkomstig uit castorolie, draagt EcoPaXX® bij aan een lagere CO₂-voetafdruk en levert het een uitgebalanceerde combinatie van hoge kristalliniteit, lage vochtopname en chemische stabiliteit. Het resultaat is een materiaal dat presteert onder veeleisende automotieve omstandigheden en bijdraagt aan duurzamere voertuigplatforms.

Een monolaagse tank vermindert tevens de verwerkingscomplexiteit en maakt gewichtsreductie mogelijk, wat verdere ondersteuning biedt aan de CO₂-reductiedoelstellingen op voertuigniveau. Duurzaamheid en prestaties hoeven geen tegenstrijdige prioriteiten te zijn.

Een eenvoudiger traject vooruit

Hybridisatie ontwikkelt zich, van mild hybrids tot EREV’s. Daarom moeten brandstofsystemen zich aanpassen aan nieuwe architecturen, zonder onnodige productiecomplexiteit te introduceren.

Bij Envalior ondersteunen wij u bij het uitdagen van traditionele ontwerpeisenOntwerpveronderstellingen en ontwikkeling van geïntegreerde, efficiënte brandstoftanksystemen die lichter, robuuster en eenvoudiger te produceren zijn. Door complexiteit te verminderen, helpen wij u bij het bouwen van slimme systemen die onder reële omstandigheden presteren en tevens kosten besparen.

Ontdek Envalior’s Fuel Lock Grades

Meer informatie over hybride brandstoftankontwerp