——Vrhunski dizajn za rashladnu tekućinu na bazi etilen glikola, IP67 zaštita i toplinska sigurnost
U osnovnom sustavu električnih vozila, pouzdanost brtvljenja cjevovoda rashladne tekućine baterijskog paketa izravno je povezana s učinkovitošću upravljanja toplinom, sigurnošću sustava i vijekom trajanja vozila. Kao nova snaga u području pametnih električnih vozila, sustav hlađenja baterijskog paketa Xiaomi Auta koristi rashladnu tekućinu na bazi etilen glikola (-40℃~120℃), a brtveni prsten mora se nositi s višestrukim izazovima poput kemijske korozije, promjena temperature, vibracijskih udara i zaštite od toplinskog preopterećenja. Ovaj članak analizira tehničku jezgru brtvenog prstena cjevovoda rashladne tekućine Xiaomi Auta iz četiri dimenzije: znanost o materijalima, strukturne inovacije, standardi provjere i inteligentni dizajn.
1. Tehnički izazovi u teškim radnim uvjetima
Dimenzije izazova Specifični zahtjevi Problemi u industriji
Kemijska kompatibilnost Otporno na vodenu otopinu etilen glikola (volumni volumen bubrenja <5%) Bubrenje običnog NBR-a >20%, oštećenje brtvljenja
Širok raspon temperature elastičnosti -40℃ niska temperatura održava elastičnost, 120℃ protiv starenja krhkost na niskim temperaturama uzrokuje curenje
Dinamičko brtvljenje Otporno na vibracije vozila (ubrzanje 20 g, 2000 Hz) Mikrotrošenje brtvenog prstena uzrokuje curenje
Sigurnosna zaštita Kratkotrajna tolerancija na visoku temperaturu >150℃ tijekom toplinskog bijega Raspadanje materijala uzrokuje prskanje rashladne tekućine
Zaštita okoliša Nema taloženja silikonskog ulja, u skladu s EU REACH propisima Talozi onečišćuju strujni krug sustava za upravljanje baterijama
2. Inovacije materijala: od osnovne gume do kompozitnih funkcionalnih materijala
1. Usporedba odabira materijala matrice
Vrsta materijala Brzina bubrenja volumena (70℃×168h) Otpornost na niske temperature (-40℃) Tolerancija toplinskog bijega
Hidrogenirani nitril (HNBR) 3%~5% Dobro (Tg=-40℃) 150℃ kontinuirano ≤30min
Fluorguma (FKM) 1%~3% Loše (Tg=-15℃) 180℃ kontinuirano ≤15min
Perfluoroeterska guma (FFKM) <0,5% Srednje (Tg=-25℃) 200℃ kontinuirano ≤10min
TPEE+fluorosilikonski premaz 2%~4% Izvrsno (Tg=-55℃) 160℃ kontinuirano ≤5min
Xiaomijevo rješenje:
Glavni materijal: HNBR s visokim udjelom akrilonitrila (udio akrilonitrila ≥34%), uravnotežena otpornost na ulje i elastičnost na niskim temperaturama.
Funkcionalna modifikacija:
Punjenje od nanobor nitrida (h-BN): poboljšana toplinska vodljivost (0,45→0,8 W/m·K), ravnomjerno odvođenje topline kako bi se spriječilo lokalno pregrijavanje.
Površinsko cijepljenje fluorosilikonske smole: stvaranje hidrofobnog sloja (kontaktni kut > 110°) za sprječavanje elektrokemijske korozije.
2. Zaštita okoliša i poboljšanje sigurnosti
Formula bez silikona: Za zamjenu lako taložnog silikonskog ulja koristite plastifikator modificiran polieterom (kao što je TOTM).
Dizajn s usporavajućim djelovanjem plamena: Dodati aluminijev hidroksid (Al(OH)₃) usporivač plamena, indeks kisika > 32% (UL94 V-0).
III. Strukturni dizajn: ravnoteža između pouzdanosti brtvljenja i učinkovitosti montaže
1. Topološka optimizacija brtvene strukture
Strukturni tip Značajke Xiaomi scenarij primjene
Dvostruka usna s opružnim spremnikom energije Glavna usna brtvi rashladno sredstvo, pomoćna usna sprječava prašinu, opruga kompenzira habanje Ulaz i izlaz glavnog cjevovoda baterijskog sklopa
O-prsten promjenjivog presjeka Asimetričan presjek (debeo iznutra i tanak izvana), otporan na fluktuacije tlaka i deformacije Ogranak cjevovoda između baterijskih modula
Metalni kostur s umetnutim SUS316L kosturom povećava otpornost na ekstruziju (otpornost na tlak > 5 MPa) Prirubnički priključak pumpe rashladne tekućine
2. Lagan i integriran dizajn
Tankostijene: Debljina brtvenog prstena smanjena je s 2,5 mm na 1,8 mm (metoda konačnih elemenata provjerava jednoliku raspodjelu naprezanja).
Postupak prethodnog premazivanja: Brtveni prsten je prethodno premazan epoksidnim ljepilom koje se stvrdnjava toplinom (aktivira se na 120 ℃), a vrijeme ugradnje je skraćeno za 70%.
Struktura za zaštitu od pogrešaka: Integrirani brtveni prsten jednosmjernog ventila (broj patenta CN202310456789.X), samoblokirajući diferencijalni tlak u suprotnom smjeru.
IV. Sustav za provjeru ekstremnih uvjeta
1. Ispitivanje kemijske kompatibilnosti
Uvjeti: 50%-tna vodena otopina etilen glikola, ciklus 120 ℃ × 1000 h
Zahtjevi:
Brzina promjene volumena: -3%~+5% (ISO 1817)
Stopa zadržavanja vlačne čvrstoće: >80% (Xiaomijev interni kontrolni standard)
2. Provjera vibracija i toplinskog udara
Ispitne stavke Uvjeti Kriteriji prihvatljivosti
Mehaničke vibracije 20~2000Hz, vibracije XYZ osi tijekom 50 sati svaka Propuštanje <0,1 g/h (ispitivanje helijem)
Promjena temperature -40℃ (2 h) →120℃ (2 h), 100 ciklusa Trajna deformacija kompresije ≤20%
Simulacija termalnog odbijanja Lokalno zagrijavanje na 150 ℃, ispitivanje gradijenta temperature brtvenog prstena 10 mm od izvora topline <130 ℃
3. Provjera IP67 zaštite
Ispitivanje uranjanjem u vodu: dubina vode 1 m, uranjanje u vodu tijekom 30 minuta, bez unutarnjeg curenja (GB/T 4208).
Ravnoteža tlaka zraka: Brtveni prsten ima ugrađenu mikropropusnu membranu (ePTFE) za uravnoteženje razlike tlaka i sprječavanje deformacije uzrokovane adsorpcijom u vakuumu.
5. Inteligentne inovacije i inovacije sljedivosti
Ugrađeni senzor
Mikro mjerač naprezanja: prati tlačni napon brtvenog prstena, a podaci se prenose u BMS (sustav za upravljanje baterijama) putem BLE-a.
Logika upozorenja na kvar: aktivira podsjetnik za održavanje kada naprezanje padne za >15% (već primijenjeno u modelu Xiaomi SU7).
Sustav sljedivosti blockchaina
Svaki brtveni prsten je laserski kodiran jedinstvenim ID-om za bilježenje serije materijala, parametara vulkanizacije i podataka ispitivanja.
Korisnici mogu provjeriti status životnog vijeka brtvenog prstena putem aplikacije (kao što je kumulativni integral radne temperature i vremena).
VI. Uspoređivanje industrije i kontrola troškova
Parametri Xiaomi rješenja u industriji Usporedba troškova glavnih rješenja
Trošak materijala HNBR+Nano punilo 8,5 funti/komad FKM 12 funti/komad -29%
Životni ciklus 8 godina/240.000 km 6 godina/180.000 km +33%
Sati montaže 15 sekundi/komadu (model s prethodno nanesenim ljepilom) 45 sekundi/komadu (ručno naneseno ljepilo) -67%
Zaključak
Dizajn brtvenog prstena rashladne tekućine Xiaomijevog automobilskog akumulatora odražava duboku integraciju inovacija materijala, strukturne preciznosti i inteligentnog Interneta stvari. Od HNBR-a modificiranog nano-borovim nitridom do prethodno premazane ljepilom zaštićene strukture, svaki detalj izravno ukazuje na bolne točke brtvljenja električnih vozila - održavanje elastičnosti pri jakoj hladnoći od -40 ℃, blokiranje rizika od toplinskog bijega na 150 ℃ i postizanje „nultog curenja“ unutar 10-godišnjeg životnog ciklusa. U budućnosti, s popularizacijom tehnologije ultrabrzog punjenja baterija u čvrstom stanju, temperatura rashladne tekućine mogla bi premašiti 150 °C, a materijali za brtvljenje će se razvijati prema keramičkim vlaknima/FFKM kompozitima. Xiaomijeva akumulacija u području pametnog praćenja mogla bi postati njegov tehnički jarak za definiranje sljedeće generacije standarda brtvljenja.
Vrijeme objave: 03.06.2025.