Η FEV με έδρα το Aachen, ένας πάροχος υπηρεσιών στην ανάπτυξη οχημάτων και κινητήρων για υλικό και λογισμικό, λέει ότι έχει αναπτύξει ένα νέο, υψηλής απόδοσης σύστημα μπαταρίας για υβριδικά οχήματα χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση “από στοιχείο σε μονάδα – cell-to-module”.
Το σύστημα μπαταρίας έχει ιδιαίτερα υψηλή πυκνότητα ισχύος 2 kW/kg, επιτρέποντας 100 kW ισχύος με μόλις 2 kWh ενέργειας και βάρος μόνο 50 kg, επιτρέποντας στα υβριδικά ισχύος να υποστηρίζονται βέλτιστα.
Η σκοπιμότητα του concept της μπαταρίας αποδείχθηκε και επικυρώθηκε από την FEV σε συνεργασία με τη Volvo. Η ιδέα βασίζεται σε ένα κεντρικό στοιχείο T-bone που ενσωματώνει τη λειτουργία για τη μηχανική δομή της μπαταρίας, με ενσωματωμένη ψύξη και λέγεται ότι παρέχει ένα αρθρωτό σχεδιασμό βελτιστοποιημένου κόστους, βάρους και συσκευασίας.
«Αυτό μειώνει σημαντικά τον αριθμό των εξαρτημάτων και των βημάτων συναρμολόγησης», δήλωσε ο Stefan Pischinger, CEO, FEV Group. ”Η διαδικασία εξώθησης που επιλέγεται για το δομικό στοιχείο T-bone που ενσωματώνει τη λειτουργία εξασφαλίζει υψηλό βαθμό ευελιξίας, παρέχοντας περαιτέρω θετικά αποτελέσματα κλιμάκωσης για επιτυχή μείωση κόστους. Επιπλέον, ο συμπαγής σχεδιασμός επιτρέπει τη στοίβαξη πολλαπλών ενοτήτων.”
Τα στοιχεία συνδέονται και στις δύο πλευρές της δομής T-bone με θερμικά αγώγιμη κόλλα. Για την ηλεκτρική μόνωση των στοιχείων στον φορέα T-bone, εφαρμόζεται επίστρωση σκόνης. Τόσο το πάχος του στρώματος αυτής της επικάλυψης όσο και το θερμικά αγώγιμο συγκολλητικό εφαρμόζονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε η αντίσταση θερμικής επαφής μεταξύ του ψυκτικού και των στοιχείων μπαταρίας να είναι ελάχιστη.
Για την αντιστάθμιση οποιωνδήποτε ανοχών των στοιχείων κατά μήκος του δομικού στοιχείου T-bone και για επιπλέον μόνωση ηλεκτρικά των περιβλημάτων στοιχείων μπαταριών μεταξύ τους, εφαρμόζεται ένας αυτοκόλλητος αφρός συμπίεσης μεταξύ κάθε στοιχείου μπαταρίας. Για να στερεώσουν μηχανικά τις κυψέλες στον φορέα, πιέζονται σε ομοιόμορφο μήκος μέσω δύο ακραίων πλακών και στη συνέχεια στερεώνονται στα ακραία τεμάχια του δομικού στοιχείου T-bone μέσω βιδών μέσω των ακραίων πλακών.
Η καλωδίωση του αισθητήρα καθώς και οι εξαρτημένες μονάδες τοποθετούνται κεντρικά μεταξύ των επαφών του στοιχείου ενώ η ροή αέρα για επιπλέον ψύξη των στοιχείων καθοδηγείται μέσω του καλύμματος της μονάδας. Οι αγωγοί αέρα “τρέχουν” παράλληλα με τις slave μονάδες μέσω των μπαρών σύνδεσης (busbars). Έτσι, το κάλυμμα της μονάδας εκτελεί επίσης πολλές λειτουργίες για περαιτέρω μείωση τόσο του αριθμού των μεμονωμένων εξαρτημάτων όσο και του βάρους των μονάδων. Χάρη στα κανάλια ψύξης μέσω της ροής μέσα στο T-bone, τα στοιχεία της μπαταρίας ψύχονται από το πλάι και από το κάτω μέρος.
Η FEV λέει ότι η λειτουργική ενσωμάτωση του συστήματος ψύξης στο δομικό στοιχείο μειώνει τόσο το μέγεθος όσο και το βάρος της μπαταρίας. Επιπλέον, το σύστημα ψύξης της μπάρας σύνδεσης επιτρέπει την πυκνότητα υψηλής ισχύος μέσω στοχευμένης διαχείρισης των θερμοκρασιών των στοιχείων στα «hotspots».
FEV shows off high-power density, modular, hybrid battery system | Engine + Powertrain Technology International (enginetechnologyinternational.com)
