새로운 에너지 차량의 배터리 팩을 고정시키는 새로운 도전 : 육각형 헤드 플랜지 나사 볼트는 어떻게 열 진동에 저항합니까?-Zhejiang Zhongrui Auto Parts Co., Ltd.

새로운 에너지 차량 산업의 빠른 개발로 인해 전력 시스템의 핵심 구성 요소로서 배터리 팩의 안전성과 신뢰성이 점점 더 많은 관심을 끌고 있습니다. 그 중에서도 눈에 띄지 않는 패스너 인 육각형 플랜지 볼트는 배터리 모듈을 연결하고 구조를 고정하는 데 중요한 역할을합니다. 그러나 전기 자동차의 복잡한 작업 조건 하에서 열 팽창과 고주파 진동은 그들이 다루어야 할 두 가지 주요 과제가되었습니다.

열 팽창 : 온도 차이 하에서 "보이지 않는 킬러"
새로운 에너지 차량 배터리 팩의 온도는 작동 중에 격렬하게 변동합니다. 충전시 배터리의 내부 온도는 60 ° C 이상으로 상승 할 수 있습니다. 저온 환경에서는 배터리 팩의 온도가 -30 ° C 미만으로 급격히 떨어질 수 있습니다. 이 극도의 온도 차이는 배터리 모듈과 고정 브래킷 사이의 재료 (예 : 알루미늄 합금 및 강철)가 다른 정도의 열 팽창을 겪게합니다. 만약 육각형 헤드 플랜지 나사 볼트 제대로 설계되지 않았으며, 예압은 재료 확장 계수의 불일치로 인해 감쇠되거나 심지어 실패 할 수 있습니다.

ANSI/ASME B18.2.1 Hexagon Flange Bolt

기술 대응 계획 :
재료 최적화 : 팽창 계수 (예 : 티타늄 합금 또는 특수 스테인리스 강)가있는 고강도 합금을 사용하여 볼트와 배터리 모듈 재료의 팽창 차이를 줄입니다.
복합 코팅 : 볼트 표면에 열적으로 안정적인 코팅을 적용하면 부식성을 향상시킬뿐만 아니라 코팅과 기판 사이의 열 팽창의 상승 효과를 통해 연결 안정성을 향상시킵니다.
동적 예압 설계 : 유한 요소 분석 (FEA)을 통해 다른 온도에서 응력 분포를 시뮬레이션하기 위해, 가변 피치 스레드 또는 탄성 와셔를 설계하여 예압 힘의 동적 보상을 달성합니다.
진동 충격 : 고주파 피로의 "장기 전투"
전기 자동차의 주행 공정에서 배터리 팩은 도로에서 진동, 가속/감속의 영향 및 모터 작동의 고주파 진동을 계속 견뎌냅니다. 장기적으로 누적 된 교류 응력은 플랜지 볼트의 피로 골절을 유발할 수있어 배터리 모듈이 풀리고 단락 위험을 초래할 수 있습니다.
기술 혁신 방향 :
방지 방지 기술 업그레이드 : 전통적인 마찰 방지 방지 (이중 너트, 스프링 와셔)에서 구조적 방지 (스레드 잠금 접착제, 웨지 잠금 장치 등)에 이르기까지 스마트 볼트 (내장 센서)를 사용하여 예방 변경을 모니터링합니다.
진동 댐핑 설계 : 진동 에너지를 흡수하고 응력 진폭을 줄이기 위해 볼트와 배터리 팩 사이의 접촉 표면에 높은 댐핑 재료 층을 추가하십시오.
피로 수명 예측 : 실제 작업 조건 데이터와 결합하여 비 흐름 계산 방법과 같은 도구를 사용하여 볼트의 피로 수명을 평가하여 정기적 인 유지 보수를위한 과학적 기초를 제공합니다.
업계 협업 및 표준 진화
열 팽창 및 진동의 과제를 충족하려면 재료 과학 및 기계 설계의 혁신뿐만 아니라 업계 체인의 업스트림과 하류 간의 협력이 필요합니다. 배터리 제조업체, 패스너 공급 업체 및 차량 제조업체는 다음과 같은보다 엄격한 테스트 표준을 공동으로 개발해야합니다.

열 사이클 테스트 : -40 ℃에서 85 ℃의 환경에서 배터리 팩의 반복 된 열 팽창과 배터리 팩의 수축을 시뮬레이션한다.
진동 내구성 테스트 : 진동 테이블에서 운전하는 동안 차량의 다축 무작위 진동을 재현하십시오.
예압 감쇠 모니터링 : 내장 센서를 개발하여 볼트 프레로드의 변경 사항을 실시간으로 추적합니다.

전담 팀의 몇몇 멤버를 만나서 도와 줄 준비가되어 있습니다.
Coco Chen, 비즈니스 개발 담당 이사 : Coco.chen@zjzrap.com
Freddie Xiao, 계정 관리자 : freddie.xiao@zjzrap.com
Brian XU, 기술 영업 보조원 : brian.xu@zjzrap.com

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