——Найлепшая канструкцыя для астуджальнай вадкасці на аснове этыленгліколю, абарона IP67 і цеплавая бяспека
У асноўнай сістэме электрамабіляў надзейнасць герметызацыі трубаправода астуджэння акумулятарнай батарэі непасрэдна звязана з эфектыўнасцю рэгулявання тэмпературы, бяспекай сістэмы і тэрмінам службы аўтамабіля. Як новая сіла ў галіне разумных электрамабіляў, сістэма астуджэння акумулятарнай батарэі Xiaomi Auto выкарыстоўвае астуджальную вадкасць на аснове этыленгліколю (-40℃~120℃), і ўшчыльняльнае кольца павінна спраўляцца з мноствам праблем, такіх як хімічная карозія, перапады тэмператур, вібрацыйныя ўдары і абарона ад цеплавога перагрэву. У гэтым артыкуле аналізуецца тэхнічная аснова ўшчыльняльнага кольца трубаправода астуджэння Xiaomi Auto з чатырох бакоў: матэрыялазнаўства, структурныя інавацыі, стандарты праверкі і інтэлектуальны дызайн.
1. Тэхнічныя праблемы ў цяжкіх умовах працы
Памеры задачы Канкрэтныя патрабаванні Балевыя кропкі галіны
Хімічная сумяшчальнасць Устойлівы да воднага раствора этыленгліколю (хуткасць набракання аб'ёмам <5%) Звычайны NBR набраканне >20%, пашкоджанне ўшчыльнення
Шырокі дыяпазон тэмператур: эластычнасць пры нізкай тэмпературы -40℃ захоўвае эластычнасць, пры 120℃ абараняе ад старэння; нізкатэмпературная ломкасць выклікае ўцечку.
Дынамічнае ўшчыльненне. Устойлівае да вібрацыі транспартнага сродку (паскарэнне 20g, 2000Hz). Мікрарух зносу ўшчыльняльнага кольца выклікае ўцечку.
Бяспека Кароткатэрміновая ўстойлівасць да высокай тэмпературы >150℃ падчас цеплавога разгону Раскладанне матэрыялу выклікае разбрызгванне астуджальнай вадкасці
Ахова навакольнага асяроддзя. Адсутнасць асадкаў сіліконавага алею ў адпаведнасці з правіламі ЕС REACH. Асадкі забруджваюць ланцуг сістэмы кіравання акумулятарамі.
2. Інавацыі ў галіне матэрыялаў: ад базавай гумы да кампазітных функцыянальных матэрыялаў
1. Параўнанне выбару матрычнага матэрыялу
Тып матэрыялу Хуткасць аб'ёмнага набракання (70℃×168 гадзін) Устойлівасць да нізкіх тэмператур (-40℃) Дапушчальнасць цеплавога разгону
Гідрагенізаваны нітрыл (HNBR) 3%~5% Добра (Tg=-40℃) 150℃ бесперапынна ≤30 хвілін
Фторкаўчук (FKM) 1%~3% Слаба (Tg=-15℃) 180℃ бесперапынна ≤15 хвілін
Перфторэфіравы каўчук (FFKM) <0,5% Сярэдні (Tg=-25℃) 200℃ бесперапынны ≤10 хвілін
TPEE+фторсіліконавае пакрыццё 2%~4% Выдатна (Tg=-55℃) 160℃ бесперапынна ≤5 хвілін
Рашэнне Xiaomi:
Асноўны матэрыял: HNBR з высокім утрыманнем акрыланітрылу (утрыманне акрыланітрылу ≥34%), збалансаваная ўстойлівасць да алею і эластычнасць пры нізкіх тэмпературах.
Функцыянальная мадыфікацыя:
Нананітрыдборны напаўняльнік (h-BN): паляпшае цеплаправоднасць (0,45→0,8 Вт/м·К), раўнамернае рассейванне цяпла для прадухілення лакальнага перагрэву.
Павярхоўная прышчэпка фторсіліконавай смалы: утварэнне гідрафобнага пласта (кут кантакту > 110°) для прадухілення электрахімічнай карозіі.
2. Ахова навакольнага асяроддзя і павышэнне бяспекі
Формула без сілікону: выкарыстоўвайце пластыфікатар, мадыфікаваны поліэфірамі (напрыклад, TOTM), каб замяніць лёгкаасаджвальны сіліконавы алей.
Вогнеахоўная канструкцыя: дадайце гідраксід алюмінію (Al(OH)₃), вогнеахоўны кампанент, кіслародны індэкс > 32% (UL94 V-0).
III. Канструкцыйнае праектаванне: баланс паміж надзейнасцю герметызацыі і эфектыўнасцю зборкі
1. Тапалагічная аптымізацыя герметызацыйнай структуры
Структурны тып Асаблівасці Сцэнар прымянення Xiaomi
Двайная абадка з спружынным акумулятарам энергіі Асноўная абадка ўшчыльняе астуджальную вадкасць, дапаможная абадка прадухіляе трапленне пылу, спружына кампенсуе знос Уваходны і выхадны трубаправоды акумулятарнага блока
Зменнае папярочнае сячэнне ўшчыльняльнага кольца Асіметрычнае папярочнае сячэнне (тоўстае ўнутры і тонкае звонку), устойлівае да ваганняў ціску і дэфармацыі Адгалінаванне трубаправода паміж акумулятарнымі модулямі
Металічны каркас з інкруставанага матэрыялу SUS316L павышае ўстойлівасць да экструзіі (супраціў ціску > 5 МПа). Фланцавае злучэнне помпы астуджальнай вадкасці.
2. Лёгкі і інтэграваны дызайн
Танкасценныя: таўшчыня ўшчыльняльнага кольца памяншаецца з 2,5 мм да 1,8 мм (метад канчатковых элементаў правярае раўнамернае размеркаванне напружанняў).
Працэс папярэдняга пакрыцця: ўшчыльняльнае кольца папярэдне пакрываецца эпаксідным клеем, які зацвярдзее пры тэмпературы 120℃, і час усталёўкі скарачаецца на 70%.
Структура абароны ад памылак: аднабаковы клапан з убудаваным ушчыльняльным кольцам (нумар патэнта CN202310456789.X), самаблакіроўка пры перападзе ціску.
IV. Сістэма праверкі экстрэмальных умоў
1. Тэст на хімічную сумяшчальнасць
Умовы: 50% водны раствор этыленгліколю, цыкл 120℃ × 1000 гадзін
Патрабаванні:
Хуткасць змены аб'ёму: -3%~+5% (ISO 1817)
Каэфіцыент захавання трываласці на расцяжэнне: >80% (стандарт унутранага кантролю Xiaomi)
2. Праверка вібрацыі і цеплавога ўдару
Выпрабавальныя элементы Умовы Крытэрыі прымальнасці
Механічная вібрацыя 20~2000 Гц, вібрацыя восі XYZ на працягу 50 гадзін кожная Уцечка <0,1 г/г (выпрабаванне геліем)
Змены тэмператур -40℃ (2 гадзіны) →120℃ (2 гадзіны), 100 цыклаў Дэфармацыя пры сцісканні ≤20%
Мадэляванне цеплавога разгону Лакальны нагрэў пры 150℃, выпрабаванне на градыент тэмпературы ўшчыльняльнага кольца на адлегласці 10 мм ад крыніцы цяпла <130℃
3. Праверка ступені абароны IP67
Выпрабаванне на апусканне ў ваду: глыбіня 1 м, апусканне на 30 хвілін, унутраных уцечак няма (GB/T 4208).
Баланс ціску паветра: Ушчыльняльнае кольца мае ўбудаваную мікрапранікальную мембрану (ePTFE) для балансавання розніцы ціску і прадухілення дэфармацыі пры вакуумнай адсорбцыі.
5. Інтэлектуальныя інавацыі і адсочванне
Убудаваны датчык
Мікрадэфармацыйны датчык: кантралюе напружанне сціску ўшчыльняльнага кольца, і дадзеныя перадаюцца ў BMS (сістэму кіравання батарэяй) праз BLE.
Логіка папярэджання аб збоях: уключае напамін аб тэхнічным абслугоўванні, калі напружанне зніжаецца больш чым на 15% (ужо ўжываецца ў мадэлі Xiaomi SU7).
Сістэма адсочвання блокчэйна
Кожнае ўшчыльняльнае кольца мае лазерны кадыраваны унікальны ідэнтыфікатар для рэгістрацыі партыі матэрыялу, параметраў вулканізацыі і дадзеных выпрабаванняў.
Карыстальнікі могуць запытаць стан тэрміну службы ўшчыльняльнага кольца праз праграму (напрыклад, сукупны інтэграл працоўнай тэмпературы і часу).
VI. Бенчмаркінг галіны і кантроль выдаткаў
Параметры Рашэнні Xiaomi Галіна Параўнанне коштаў асноўных рашэнняў
Кошт матэрыялу HNBR + нананапаўняльнік 8,5 ₥/шт. FKM 12 ₥/шт. -29 %
Жыццёвы цыкл 8 гадоў/240 000 км 6 гадоў/180 000 км +33%
Зборка, чалавек-гадзіны, 15 секунд/штука (версія з папярэдне нанесеным клеем), 45 секунд/штука (клей, нанесены ўручную), -67%
Выснова
Дызайн ўшчыльняльнага кольца астуджальнай вадкасці аўтамабільнага акумулятара Xiaomi адлюстроўвае глыбокую інтэграцыю інавацый матэрыялаў, структурнай дакладнасці і інтэлектуальнага Інтэрнэту рэчаў. Ад мадыфікаванага нананітрыдам бору HNBR да папярэдне пакрытага клеем, які абараняе ад памылак, кожная дэталь непасрэдна паказвае на праблемныя моманты герметызацыі электрамабіляў — захаванне эластычнасці пры моцным марозе -40℃, блакаванне рызык цеплавога разгону пры 150℃ і дасягненне «нулявой уцечкі» на працягу 10-гадовага тэрміну службы. У будучыні, з папулярызацыяй тэхналогіі звышхуткай зарадкі цвёрдацельных акумулятараў, тэмпература астуджальнай вадкасці можа перавысіць 150°C, і ўшчыльняльныя матэрыялы будуць развівацца ў бок кампазітаў з керамічнага валакна/FFKM. Дасягненні Xiaomi ў галіне інтэлектуальнага маніторынгу могуць стаць яе тэхнічным ровам для вызначэння наступнага пакалення стандартаў герметызацыі.
Час публікацыі: 03 чэрвеня 2025 г.