У сістэме цеплавога кіравання электрамабілямі герметызацыя трубаправодаў з хладагентам з'яўляецца асноўнай тэхналогіяй для забеспячэння эфектыўнасці цеплавога помпы, запасу ходу і экалагічнай бяспекі. Xiaomi Automobile выкарыстоўвае перадавую сістэму падвойнага хладагенту з вуглякіслым газам (R744) і R1234yf. Герметызацыя трубаправодаў павінна забяспечваць нулявую ўцечку на працягу ўсяго тэрміну службы ў дыяпазоне тэмператур ад -40℃ да 150℃ і максімальны звышкрытычны ціск 300 бар. У гэтым артыкуле падрабязна аналізуецца тэхналагічны прарыў Xiaomi ў галіне герметызацыі трубаправодаў з хладагентам з чатырох бакоў: матэрыялазнаўства, структурныя інавацыі, інтэлектуальны маніторынг і тэхналогія вытворчай лініі.
1. Экстрэмальныя праблемы ўшчыльненняў халадзільнага апарата
1. Характарыстыкі асяроддзя і ўмовы эксплуатацыі
Параметры сістэмы R1234yf Праблемы герметызацыі сістэмы R744 (CO₂)
Працоўны ціск 35 бар (газападобны стан) 100 бар (звышкрытычны стан) Традыцыйныя ўшчыльняльнікі Адмова ад экструзіі
Малекулярны дыяметр 0,42 нм 0,33 нм Высокая пранікальнасць Рызыка ўцечкі (асабліва CO₂)
Патрабаванні аховы навакольнага асяроддзя GWP=1 GWP=1 Штогадовая хуткасць уцечкі <0,5 г/год (стандарт ЕС)
Змены тэмператур -40℃~120℃ -40℃~150℃ Далікатнасць матэрыялаў пры нізкай тэмпературы/старэнне пры высокай тэмпературы
2. Балевыя кропкі галіны
Эфект набракання R1234yf: выклікае пашырэнне аб'ёму нітрылавага каўчуку (NBR) больш за 30%, пашкоджанне ўшчыльнення.
Пранікальнасць CO₂ у звышкрытычнай зоне: пранікальнасць у 10 разоў вышэйшая, чым у R134a пры ціску 100 бар.
Цеплавая стомленасць: падчас хуткай зарадкі (-30℃→120℃/мін) розніца тэмператур рэзка змяняецца, што прыводзіць да пашырэння гумовых расколін.
2. Матэрыяльная сістэма: канструкцыя малекулярнага бар'ера
1. Выбар матэрыялу матрыцы
Матэрыял R1234yf Хуткасць набракання Пранікальнасць CO₂ (г·мм/м²·д) Тэмпературная ўстойлівасць Рашэнне Xiaomi
HNBR +18% 1200 -40℃~150℃ ✘ Выключаны
FKM (стандартны тып) +8% 850 -20℃~200℃ ✘ Нізкатэмпературная хрупкасць
Перфторэфірны каўчук (FFKM) +0,5% 90 -25℃~300℃ ✔ Герметызацыя магістральнага трубаправода
Кампазітны пласт TPEE/PTFE +2% 45 -60℃~200℃ ✔ Хуткаад'ёмная герметызацыя злучэнняў
2. Нанатэхналогія
Графенавы бар'ерны пласт: 1,5% функцыяналізаванага графена дыспергавана ў FFKM, і пранікальнасць зніжаецца яшчэ на 40%.
Малекулярна-сітавае пакрыццё MOF: на паверхні вырошчваецца металічны арганічны каркас (напрыклад, ZIF-8) з памерам пор 0,34 нм.
III. Структурныя інавацыі: ад статычнага ўшчыльнення да дынамічнай вібрастойкасці
1. Герметычная канструкцыя высокага ціску
Тып канструкцыі Супраціўленне ціску Месца прымянення Xiaomi Пункт інавацый
Металічнае тарцавое ўшчыльненне 300 бар Фланец выхаду кампрэсара Керамічнае пакрыццё (Al₂O₃) Пара трэння
Трохкомпонентнае кольца з манжеты 150 бар Інтэрфейс электроннага пашыральнага клапана Асноўная манжета (FFKM) + спружына акумулятара энергіі + ударатрывалая дапаможная манжета
Самазаціскны хамут 100 бар Хутказлучальны раз'ём для алюмініевай трубкі Кальцо папярэдняга зацягвання са сплаву з памяццю формы (NiTi)
2. Дызайн, які прадухіляе зносаўстойлівасць
Тэкстура паверхні: лазерна гравіраваныя мікраямкі (дыяметр 50 мкм, глыбіня 10 мкм) для захоўвання змазачнай плёнкі хладагенту.
Асіметрычны сильфон: вугал гафрыравання кампенсатара трубаправода складае 45°, а вібрацыйнае напружанне зніжаецца на 35% (фактычнае вымярэнне NVH).
IV. Інтэлектуальная вытворчасць і кіраванне працэсамі
1. Працэс вытворчасці герметычных дэталяў
Тэхналогія Process Key Дакладнае кіраванне
Змешванне Кантроль тэмпературы ўнутранага змяшальніка ±1℃ (дысперсія графена) Дысперсія напаўняльніка > 95%
Ліццёвая вулканізацыя Вулканізацыя пры зменнай тэмпературы (170℃×5 хв→200℃×2 г) Дапушчальнае адхіленне памераў ±0,03 мм
Апрацоўка паверхні Плазменнае фтараванне (газ CF₄) Павярхоўная энергія ≤18 мН/м
Інтэрнэт-выяўленне Машынны зрок + распазнаванне дэфектаў штучным інтэлектам Частата дэфектаў <50 ppm
2. Працэс зборкі трубаправода
Тэхналогія папярэдняга пакрыцця: ўшчыльняльнае кольца папярэдне пакрыта тэрмарэактыўным фторсіліконам (актывуецца пры тэмпературы 120℃) для замены склейвання на месцы.
Маніторынг крутоўнага моманту і вугла зацяжкі: электрычны зацяжны пісталет забяспечвае зваротную сувязь у рэжыме рэальнага часу аб напружанні ў зборцы, каб прадухіліць дэфармацыю ад празмернага ціску.
V. Інтэлектуальная сістэма маніторынгу ўцечак
1. Шматузроўневая архітэктура маніторынгу
Узровень Тэхнічнае рашэнне Ліквідацыя ўцечак
Корпус ўшчыльняльнага кольца Убудаваны тонкаплёнкавы п'езарэзістыўны датчык Ваганні ціску 0,1 бар
Вузел трубаправода Інфрачырвоны спектр паглынання (выяўленне характэрнага піка R1234yf) канцэнтрацыя 5 ppm
Параўнанне расходомера холадагенту на ўзроўні сістэмы. Штогадовая ўцечка <2 г, якую можна адсачыць.
2. Логіка папярэджанняў аб воблаку
Дыяграма
Код
VI. Стандарты праверкі і канкурэнтаздольная прадукцыя
1. Выпрабаванне ў экстрэмальных умовах
Гарачы і халодны шок: -40℃ (30 хвілін) → 150℃ (30 хвілін), 1000 цыклаў, узровень уцечкі <0,5 г/год.
Апрацоўка пад высокім ціскам: выпрабаванне вадой пад ціскам 450 бар (у 3 разы перавышае працоўны ціск), без выціскання ўшчыльняльнікаў.
Вібрацыя дарогі: стэнд мадэлюе 300 000 кіламетраў дарожнага спектру, глыбіня мікразносу <0,05 мм.
2. Паказчык прадукцыйнасці галіны
Параметры Рашэнне Xiaomi Рашэнне Tesla Сярэдні паказчык па галіны
Пранікальнасць CO₂ 45 г·мм/м²·д 68 г·мм/м²·д ＞300 г·мм/м²·д
Час зборкі 18 секунд/стык 32 секунды/стык 45 секунд/стык
Узровень уцечкі з сістэмы 0,3 г/год 0,8 г/год 2,5 г/год
Выснова
Тэхналогія герметызацыі трубаправодаў з аўтамабільным холадагентам ад Xiaomi забяспечвае пажыццёвую герметычнасць у звышкрытычных умовах CO₂ дзякуючы малекулярнаму бар'еру з перфторэфірнага каўчуку, біянічнаму пакрыццю MOF і патройнай кампазітнай структуры абадка. Яе тэхнічныя бар'еры заключаюцца не толькі ў формуле матэрыялу, але і ў поўнакантактным замкнёным цыкле інтэлектуальнай вытворчасці і інтэлектуальнага маніторынгу - дадзеныя аб ціску кожнага ўшчыльняльнага кольца загружаюцца ў воблака ў рэжыме рэальнага часу, у спалучэнні з інфрачырвонай спектраскапіяй і шматразовай праверкай расходомераў рызыка ўцечкі зводзіцца да мінімуму.
Час публікацыі: 04 чэрвеня 2025 г.