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軽量電気自動車用バッテリーエンクロージャーのための革新的な材料

自動車市場の電気自動車(EV)が共有するにつれて、新しい推進手段は、自動車の設計、エンジニアリング、製造を新たに見直す必要性を生み出しました。自動車の用途分野では、より軽く、より強く、より安全な製品が求められており、エンバリオのエンジニアリング材料の専門家は、革新的な新材料でこれらの要求に応えています。 

ミシガン州トロイで開催されたプラスチック製品技術者協会(SPE)2024年電気自動車および自律走行車(EAV)会議で、 エンバリオアメリカズの自動車アプリケーション開発エンジニアであるキースカウフマンは、完全にエンジニアリングプラスチックで作られた最初の完全に機能する高電圧バッテリーエンクロージャーの作成に関するセッションを発表しました。 

エンバリオとカウテックス・テキストロンの共同開発であるバッテリートレイは、VW ID.3 電気自動車に後付けされた。システムレベルのテストは完了し、現在、車両でのフィールドテストが進行中です。 

「構造用バッテリー筐体は、革新的な材料と機能統合を組み合わせており、ベースラインの金属設計よりも軽量で費用対効果の高いソリューションを実現します」とカウフマンは述べています。「これは、金属設計よりも低コスト、軽量、低炭素フットプリントのソリューションです。」

プロトタイプのバッテリートレイは、エンバリオの Durethan® B24CMH2.0(PA6)と直接長繊維技術(D-LFT)を組み合わせて作られており、最終製品には45%の長ガラス繊維が含まれています。バッテリートレイは、Tepex 熱可塑性複合シート技術で 補強されています。  

PA6非強化製品は、D-LFT圧縮成形用に特別に調整されています。160°Cまでの長期熱安定化、空気/酸素にさらされる加工用に安定化、排出ガス(煙、煙など)が少なくなるように最適化され、簡単に流れてクランプ力を抑えて優れた充填挙動を実現します。

キース・カウフマンは、SPEセッション議長のジェフ・ヘルムズからセッション証明書を受け取ります。

D-LFTは、圧縮成形と組み合わせることで、成形業者がガラス含有量を(必要に応じて)簡単に変更でき、ガラスの種類を変更したり、炭素繊維に変更したりする自由も可能にします。壁の厚さが大きく変化する形状に適しています。 

圧縮成形は、D-LFTとTepex 複合シートのオプションの組み合わせも可能にし、構造の強化と熱暴走からの保護の改善のためのソリューションです。 

熱可塑性バッテリーエンクロージャの実現された利点は次のとおりです。

  • シングルコンプレッション成形ステップ  
  • 部品と機能の統合 
  • 組立工数 を大幅に削減
  • 全体的なコスト 削減
  • 二酸化炭素排出量 を抑えながら高いリサイクル性を実現
  • アルミニウム設計 による軽量化

「シングルピース設計は、マルチピーストレイよりも寸法公差が優れており、シンプルな構造のため、必要な生産スペースが少なくて済みます」とカウフマン氏は述べています。「サプライヤーの数が減るということは、ロジスティクスが少なくなり、材料の一貫性が高まることを意味します。」 

さらに、マイカシートとアルミホイルを追加することで、電気自動車 用途分野の厳しい防火耐~性 ex. Water resistance 耐水性試験と電磁シールド(EMS)要件を満たしています。 

材料をよりスマートに使用し、より高度な材料を使用することで、バッテリーエンクロージャーなどの用途での部品統合がさらに進むと信じています」とカウフマンは述べています。「たとえば、熱暴走保護にはマイカシートが必要でしたが、Tepexは、バッテリーエンクロージャーのトップカバーに組み込むことができる熱暴走保護の可能性を提供すると考えています。」 

ソリューションプロバイダーとして、エンバリオは圧縮成形と射出成形の両方に多数のソリューションを提供し、設計とエンジニアリングをサポートする社内エンジニアリングノウハウを備えています。

カウフマンは、「コストと重量に対処するために、プラスチックバッテリーエンクロージャーの市場からの引き出しが増えています。このバッテリーエンクロージャーのプロトタイプには圧縮成形が選択されましたが、これらの非常に大きな部品を成形するための射出成形技術が存在します。射出成形の主な利点は、機能統合とプロセスの再現性の向上です。エンバリオは、お客様がバッテリーエンクロージャーの性能とコストの目標を達成できるよう、幅広い材料とエンジニアリングソリューションを提供しています。」 

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会社概要 著者

キャンディス・ルーロ

メッセージングおよびコンテンツ開発担当グローバルマネージャー

キャンディス・ルーロは、エンバリオのメッセージングおよびコンテンツ開発のグローバルマネージャーです。ミシガン州トロイを拠点とし、会社概要のブログや記事の執筆を専門としています。エンバリオに入社する前は、SMEとペントンメディアで編集職を務めていました。キャンディスは、ミシガン州立大学のコミュニケーション芸術科学部で広報を専門とするコミュニケーションの学士号を取得しました。

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公開日

23 April 2024

タグ

  • ブログ
  • 自動車

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