—— Det ultimative design til ethylenglycolbaseret kølevæske, IP67-beskyttelse og termisk løbsk sikkerhed
I elbilers kernesystem er tætningens pålidelighed af batteripakkens kølemiddelrør direkte relateret til den termiske styringseffektivitet, systemets sikkerhed og køretøjets levetid. Som en ny kraft inden for intelligente elbiler bruger Xiaomi Autos batteripakkekølesystem ethylenglycolbaseret kølemiddel (-40 ℃ ~ 120 ℃), og tætningsringen skal håndtere flere udfordringer såsom kemisk korrosion, temperaturændringer, vibrationschok og termisk løbsk beskyttelse. Denne artikel analyserer den tekniske kerne af Xiaomi Autos kølemiddelrørs tætningsring ud fra fire dimensioner: materialevidenskab, strukturel innovation, verifikationsstandarder og intelligent design.
1. Tekniske udfordringer under barske arbejdsforhold
Udfordringsdimensioner Specifikke krav Branchens smertepunkter
Kemisk kompatibilitet Resistent over for vandig ethylenglycolopløsning (volumenopsvulmningshastighed <5%) Almindelig NBR-opsvulmning >20%, tætningsfejl
Bredt elasticitetsinterval -40℃ lav temperatur opretholder elasticitet, 120℃ anti-aging Lav temperatur sprødhed forårsager lækage
Dynamisk tætning Tolerant over for køretøjsvibrationer (20 g acceleration, 2000 Hz) Mikrobevægelsesslid på tætningsringen forårsager lækage
Sikkerhedsbeskyttelse Kortvarig tolerance over for høje temperaturer >150 ℃ under termisk løb. Nedbrydning af materiale forårsager kølevæskesprøjt.
Miljøbeskyttelse Ingen udfældning af silikoneolie, i overensstemmelse med EU's REACH-regler. Udfældning forurener batteristyringssystemets kredsløb.
2. Materialeinnovation: fra basisk gummi til funktionelle kompositmaterialer
1. Sammenligning af valg af matrixmateriale
Materialetype Volumenkvældningshastighed (70℃×168t) Lav temperaturmodstandsdygtighed (-40℃) Termisk løbskhedstolerance
Hydrogeneret nitril (HNBR) 3%~5% God (Tg=-40℃) 150℃ kontinuerlig ≤30min
Fluorgummi (FKM) 1%~3% Dårlig (Tg=-15℃) 180℃ kontinuerlig ≤15min
Perfluorethergummi (FFKM) <0,5% Medium (Tg = -25 ℃) 200 ℃ kontinuerlig ≤10 min
TPEE+fluorosilikonebelægning 2%~4% Fremragende (Tg=-55℃) 160℃ kontinuerlig ≤5min
Xiaomi-løsning:
Hovedmateriale: HNBR med højt akrylonitrilindhold (akrylonitrilindhold ≥34%), afbalanceret olieresistens og elasticitet ved lave temperaturer.
Funktionel ændring:
Nanobornitrid (h-BN) fyldning: forbedret varmeledningsevne (0,45→0,8 W/m·K), ensartet varmeafledning for at forhindre lokal overophedning.
Overfladepodning af fluorosilikonharpiks: dannelse af et hydrofobt lag (kontaktvinkel > 110°) for at forhindre elektrokemisk korrosion.
2. Miljøbeskyttelse og sikkerhedsforbedring
Silikonefri formel: Brug polyethermodificeret blødgører (såsom TOTM) til at erstatte let udfældelig silikoneolie.
Flammehæmmende design: Tilsæt aluminiumhydroxid (Al(OH)₃) flammehæmmende middel, iltindeks > 32% (UL94 V-0).
III. Strukturelt design: balance mellem tætningspålidelighed og monteringseffektivitet
1. Topologisk optimering af tætningsstruktur
Strukturel type Funktioner Xiaomi applikationsscenarie
Dobbeltlæbe med fjederenergilagring Hovedlæbe tætner kølevæske, hjælpelæbe forhindrer støv, fjeder kompenserer for slid Batteripakke ind- og udløbshovedrørledning
O-ring med variabelt tværsnit Asymmetrisk tværsnit (tyk indvendigt og tyndt udvendigt), modstandsdygtig over for trykfluktuationsdeformation Forgreningsrørledning mellem batterimoduler
Metalskelet indlagt SUS316L-skelet forbedrer ekstruderingsmodstanden (trykmodstand > 5 MPa) Kølevæskepumpeflangeforbindelse
2. Let og integreret design
Tyndvægget: Tykkelsen af tætningsringen er reduceret fra 2,5 mm til 1,8 mm (FEA verificerer ensartet spændingsfordeling).
Forbehandlingsproces: Tætningsringen er forbelagt med varmehærdende epoxylim (aktiveret ved 120 ℃), og installationstiden forkortes med 70%.
Fejlsikker struktur: Integreret tætningsring til envejsventil (patentnummer CN202310456789.X), selvspærrende trykforskel med omvendt tryk.
IV. System til verifikation af ekstreme miljøer
1. Kemisk kompatibilitetstest
Betingelser: 50% vandig ethylenglycolopløsning, 120℃×1000 timers cyklus
Krav:
Volumenændringshastighed: -3%~+5% (ISO 1817)
Trækstyrkebevaringsgrad: >80% (Xiaomi intern kontrolstandard)
2. Verifikation af vibrationer og termisk stød
Testelementer Betingelser Acceptkriterier
Mekanisk vibration 20~2000Hz, XYZ-aksevibration i 50 timer hver. Lækage <0,1g/t (heliumtest)
Temperaturskifte -40℃ (2t) →120℃ (2t), 100 cyklusser Kompression permanent deformation ≤20%
Termisk løbssimulering Lokal opvarmning ved 150 ℃, tætningsringens temperaturgradienttest 10 mm væk fra varmekilden <130 ℃
3. Verifikation af IP67-beskyttelse
Vandnedsænkningstest: 1 m vanddybde, nedsænkning i 30 minutter, ingen intern lækage (GB/T 4208).
Lufttrykbalancering: Tætningsringen har en indbygget mikropermeabel membran (ePTFE) for at udligne trykforskellen og forhindre deformation ved vakuumadsorption.
5. Intelligent og sporbar innovation
Indbygget sensor
Mikro-strain gauge: overvåger kompressionsspændingen i tætningsringen, og dataene transmitteres til BMS (batteristyringssystem) via BLE.
Fejladvarselslogik: udløs vedligeholdelsespåmindelse, når stressniveauet falder med >15% (allerede anvendt i Xiaomi SU7-modellen).
Blockchain-sporbarhedssystem
Hver tætningsring er laserkodet med et unikt ID til at registrere materialebatch, vulkaniseringsparametre og testdata.
Brugere kan forespørge om tætningsringens levetid via appen (f.eks. akkumuleret driftstemperatur-tid-integral).
VI. Benchmarking af industri og omkostningskontrol
Parametre Xiaomi-løsning Branche Mainstream-løsning Omkostningssammenligning
Materialeomkostninger HNBR+Nanofyldstof 8,5 ¥/stk. FKM 12 ¥/stk. -29%
Livscyklus 8 år/240.000 km 6 år/180.000 km +33%
Montering Mandetimer 15 sekunder/stk. (forbelagt limdesign) 45 sekunder/stk. (manuelt belagt lim) -67%
Konklusion
Designet af kølevæsketætningsringen på Xiaomis bilbatteripakke afspejler den dybe integration af materialeinnovation, strukturel præcision og intelligent Internet of Things. Fra nano-bornitrid-modificeret HNBR til præcoated limfejlsikrende struktur peger hver detalje direkte på smertepunkterne ved tætning af elbiler – opretholdelse af elasticitet i den stærke kulde på -40℃, blokering af risici ved termisk løb ved 150℃ og opnåelse af "nul lækage" inden for en 10-årig livscyklus. I fremtiden, med populariseringen af ultrahurtig opladningsteknologi til solid-state-batterier, kan kølevæsketemperaturen overstige 150°C, og tætningsmaterialerne vil udvikle sig mod keramiske fibre/FFKM-kompositter. Xiaomis akkumulering inden for smart overvågning kan blive dens tekniske voldgrav til at definere den næste generation af tætningsstandarder.
Opslagstidspunkt: 3. juni 2025