Nuevos desafíos en la fijación de los paquetes de baterías para nuevos vehículos de energía: ¿Cómo resisten los pernos de tornillo de brida de la cabeza hexágono resisten la vibración térmica?

Con el rápido desarrollo de la nueva industria de vehículos energéticos, la seguridad y la confiabilidad de los paquetes de baterías como componentes centrales del sistema de energía han atraído cada vez más atención. Entre ellos, los pernos de brida hexagonal, un sujetador aparentemente discreto, juegan un papel clave en la conexión de los módulos de batería y las estructuras de fijación. Sin embargo, en las complejas condiciones de trabajo de los vehículos eléctricos, la expansión térmica y la vibración de alta frecuencia se han convertido en dos desafíos principales con los que deben enfrentar.

Expansión térmica: el "asesino invisible" bajo diferencia de temperatura
La temperatura de los nuevos paquetes de baterías de vehículos de energía fluctúa violentamente durante la operación. Al cargarse, la temperatura interna de la batería puede elevarse a más de 60 ° C; Mientras que en un entorno de baja temperatura, la temperatura de la batería puede caer bruscamente a menos de -30 ° C. Esta diferencia de temperatura extrema provoca los materiales (como la aleación de aluminio y el acero) entre el módulo de la batería y el soporte fijo para sufrir diferentes grados de expansión térmica. Si el Pernos de tornillo de brida de la cabeza hexágono no está diseñado correctamente, la precarga puede atenuarse o incluso fallar debido a la falta de coeficiente de coeficientes de expansión de material.

Plan de respuesta técnica:
Optimización de materiales: use aleaciones de alta resistencia con coeficientes de baja expansión (como aleaciones de titanio o aceros especiales de acero inoxidable) para reducir la diferencia de expansión entre los pernos y los materiales del módulo de batería.
Recubrimiento compuesto: la aplicación de un recubrimiento térmicamente estable en la superficie del perno no solo mejora la resistencia a la corrosión, sino que también mejora la estabilidad de la conexión a través del efecto sinérgico de la expansión térmica entre el recubrimiento y el sustrato.
Diseño de precarga dinámica: a través del análisis de elementos finitos (FEA) para simular la distribución del estrés a diferentes temperaturas, diseñar hilos de tono variables o lavadoras elásticas para lograr una compensación dinámica de la fuerza de precarga.
Choque de vibración: "batalla prolongada" de fatiga de alta frecuencia
Durante el proceso de conducción de los vehículos eléctricos, la batería continúa resistiendo la vibración de la carretera, el impacto de la aceleración/desaceleración y la vibración de alta frecuencia de la operación del motor. El estrés alterno acumulado a largo plazo puede causar fractura por fatiga de los pernos de brida, lo que a su vez hace que el módulo de la batería se afloje y cause riesgos de cortocircuito.
Dirección de avance técnico:
Actualización de la tecnología anti-bogal: desde la fricción tradicional anti-loosening (como tuercas dobles, arandelas de resorte) hasta anti-loosening estructural (como pegamento de bloqueo de roscas, dispositivo de bloqueo de cuña) e incluso use pernos inteligentes (sensores incorporados para monitorear los cambios de precarga).
Diseño de amortiguación de vibración: agregue una capa de material de amortiguación alta a la superficie de contacto entre el perno y el paquete de batería para absorber la energía de vibración y reducir la amplitud de tensión.
Predicción de la vida de fatiga: combinado con datos de condición de trabajo reales, herramientas como el método de conteo de flujo de lluvia se utilizan para evaluar la vida de fatiga de los pernos, proporcionando una base científica para el mantenimiento regular.
Colaboración de la industria y evolución estándar
Cumplir con los desafíos de la expansión y vibración térmica requiere no solo innovaciones en la ciencia de los materiales y el diseño mecánico, sino también la colaboración entre aguas arriba y aguas abajo de la cadena de la industria. Los fabricantes de baterías, los proveedores de sujetadores y los fabricantes de vehículos deben desarrollar conjuntamente estándares de prueba más estrictos, como:

Prueba de ciclo térmico: simula la expansión térmica repetida y la contracción de los paquetes de baterías en un entorno de -40 ℃ a 85 ℃.
Prueba de durabilidad de la vibración: reproduzca la vibración aleatoria de los vehículos múltiples durante la conducción en una tabla de vibración.
Monitoreo de atenuación de precarga: Desarrolle sensores integrados para rastrear los cambios en la precarga de pernos en tiempo real.

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