——Het ultieme ontwerp voor koelmiddel op basis van ethyleenglycol, IP67-bescherming en thermische veiligheid
In het kernsysteem van elektrische voertuigen is de afdichtingsbetrouwbaarheid van de koelvloeistofleiding van de accu rechtstreeks gerelateerd aan de efficiëntie van het thermische beheer, de systeemveiligheid en de levensduur van het voertuig. Als nieuwe speler op het gebied van slimme elektrische voertuigen maakt het koelsysteem van de accu van Xiaomi Auto gebruik van koelvloeistof op basis van ethyleenglycol (-40 ℃ ~ 120 ℃). De afdichtring moet bestand zijn tegen diverse uitdagingen, zoals chemische corrosie, temperatuurschommelingen, trillingen en thermische beveiliging. Dit artikel analyseert de technische kern van de afdichtring van de koelvloeistofleiding van Xiaomi Auto vanuit vier dimensies: materiaalkunde, structurele innovatie, verificatienormen en intelligent ontwerp.
1. Technische uitdagingen onder zware werkomstandigheden
Uitdagingsdimensies Specifieke vereisten Pijnpunten in de sector
Chemische compatibiliteit Bestand tegen waterige ethyleenglycoloplossing (volumezwellingspercentage <5%) Gewone NBR-zwelling >20%, afdichtingsbreuk
Breed temperatuurbereik elasticiteit -40℃ lage temperatuur behoudt elasticiteit, 120℃ anti-veroudering Lage temperatuur brosheid veroorzaakt lekkage
Dynamische afdichting Tolerant voor voertuigtrillingen (20 g versnelling, 2000 Hz) Micro-bewegingsslijtage van de afdichtring veroorzaakt lekkage
Veiligheidsbescherming Kortetermijntolerantie voor hoge temperaturen >150℃ tijdens thermische runaway Materiaalontleding veroorzaakt spatten van koelmiddel
Milieubescherming Geen neerslag van siliconenolie, in overeenstemming met de EU REACH-regelgeving Neerslag verontreinigt het circuit van het batterijbeheersysteem
2. Materiaalinnovatie: van basisrubber tot samengestelde functionele materialen
1. Vergelijking van de materiaalkeuze van de matrix
Materiaaltype Volumezwellingssnelheid (70℃×168h) Lage temperatuurbestendigheid (-40℃) Thermische weglooptolerantie
Gehydrogeneerd nitril (HNBR) 3%~5% Goed (Tg=-40℃) 150℃ continu ≤30min
Fluorrubber (FKM) 1%~3% Slecht (Tg=-15℃) 180℃ continu ≤15min
Perfluoretherrubber (FFKM) ＜0,5% Medium (Tg=-25℃) 200℃ continu ≤10min
TPEE+fluorosilicone coating 2%~4% Uitstekend (Tg=-55℃) 160℃ continu ≤5min
Xiaomi-oplossing:
Hoofdmateriaal: hoog acrylonitrilgehalte HNBR (acrylonitrilgehalte ≥ 34%), evenwichtige oliebestendigheid en elasticiteit bij lage temperaturen.
Functionele modificatie:
Vulling van nano-boornitride (h-BN): verbetert de thermische geleidbaarheid (0,45→0,8 W/m·K), gelijkmatige warmteafvoer om plaatselijke oververhitting te voorkomen.
Oppervlakte-enting van fluorsiliconenhars: vorm een hydrofobe laag (contacthoek>110°) om elektrochemische corrosie te voorkomen.
2. Milieubescherming en verbetering van de veiligheid
Formule zonder siliconen: Vervang de siliconen olie die gemakkelijk neerslaat door een polyethergemodificeerde weekmaker (zoals TOTM).
Vlamvertragend ontwerp: voeg aluminiumhydroxide (Al(OH)₃) vlamvertrager toe, zuurstofindex > 32% (UL94 V-0).
III. Structureel ontwerp: evenwicht tussen afdichtingsbetrouwbaarheid en montage-efficiëntie
1. Topologische optimalisatie van de afdichtingsstructuur
Structureel type Kenmerken Xiaomi-toepassingsscenario
Dubbele lip met veerenergieopslag Hoofdlip dicht koelmiddel af, hulplip voorkomt stof, veer compenseert slijtage Inlaat- en uitlaathoofdleiding van accupakket
O-ring met variabele doorsnede Asymmetrische doorsnede (dik van binnen en dun van buiten), bestand tegen vervorming door drukschommelingen Aftakkingsleiding tussen batterijmodules
Metalen skelet ingelegd SUS316L-skelet verbetert de extrusieweerstand (drukweerstand > 5 MPa) Flensverbinding koelmiddelpomp
2. Lichtgewicht en geïntegreerd ontwerp
Dunwandig: De dikte van de afdichtring is teruggebracht van 2,5 mm tot 1,8 mm (FEA garandeert een gelijkmatige spanningsverdeling).
Voorcoatingproces: De afdichtring wordt voorgecoat met warmte-uithardende epoxylijm (geactiveerd bij 120℃). De installatietijd wordt hierdoor met 70% verkort.
Foutbestendige structuur: Terugslagklep met geïntegreerde afdichtring (patentnummer CN202310456789.X), zelfborgend bij tegendrukverschil.
IV. Verificatiesysteem voor extreme omgevingen
1. Chemische compatibiliteitstest
Voorwaarden: 50% ethyleenglycoloplossing in water, cyclus van 120℃×1000 uur
Vereisten:
Volumeveranderingssnelheid: -3%~+5% (ISO 1817)
Treksterktebehoudpercentage: >80% (Xiaomi interne controlenorm)
2. Verificatie van trillingen en thermische schokken
Testonderdelen Voorwaarden Acceptatiecriteria
Mechanische trillingen 20~2000Hz, XYZ-astrilling gedurende 50 uur elk Lekkage <0,1 g/u (heliumtest)
Temperatuurwisseling -40℃ (2 uur) →120℃ (2 uur), 100 cycli Compressie permanente vervorming ≤20%
Simulatie van thermische runaway Lokale verwarming bij 150℃, test van de temperatuurgradiënt van de afdichtring op 10 mm afstand van de warmtebron <130℃
3. IP67-beschermingsverificatie
Test op onderdompeling in water: 1 m waterdiepte, onderdompeling gedurende 30 minuten, geen interne lekkage (GB/T 4208).
Lucht-drukbalans: De afdichtring is voorzien van een ingebouwd micro-permeabel membraan (ePTFE) om het drukverschil te balanceren en vervorming door vacuümadsorptie te voorkomen.
5. Intelligente en traceerbare innovatie
Ingebouwde sensor
Micro-rekstrookje: bewaakt de drukspanning van de afdichtring en de gegevens worden via BLE naar het BMS (batterijbeheersysteem) verzonden.
Logica voor waarschuwingen bij storingen: activeer een onderhoudswaarschuwing wanneer de spanning met >15% daalt (al toegepast op het Xiaomi SU7-model).
Blockchain traceerbaarheidssysteem
Elke afdichtring is met een laser gecodeerd met een unieke ID om de materiaalbatch, vulkanisatieparameters en testgegevens te registreren.
Gebruikers kunnen via de APP de levensduurstatus van de afdichtring opvragen (bijvoorbeeld de cumulatieve werktemperatuur-tijdintegraal).
VI. Benchmarking van de industrie en kostenbeheersing
Parameters Xiaomi-oplossing Industrie Mainstream-oplossing Kostenvergelijking
Materiaalkosten HNBR+Nano Filler ￥8,5/stuk FKM ￥12/stuk -29%
Levenscyclus 8 jaar/240.000 km 6 jaar/180.000 km +33%
Montage Manuren 15 seconden/stuk (vooraf aangebrachte lijm) 45 seconden/stuk (handmatig aangebrachte lijm) -67%
Conclusie
Het ontwerp van de koelmiddelafdichtingsring van Xiaomi's autoaccu weerspiegelt de diepgaande integratie van materiaalinnovatie, structurele precisie en het intelligente Internet of Things. Van nano-boronnitride gemodificeerd HNBR tot de foutbestendige structuur met voorgecoate lijm, elk detail wijst direct op de knelpunten bij het afdichten van elektrische voertuigen: het behouden van elasticiteit bij extreme kou van -40 °C, het voorkomen van thermische uitbarstingen bij 150 °C en het bereiken van "nul lekkage" binnen een levenscyclus van 10 jaar. In de toekomst, met de popularisering van ultrasnelle oplaadtechnologie voor solid-state batterijen, kan de koelmiddeltemperatuur de 150 °C overschrijden en zullen afdichtingsmaterialen evolueren naar keramische vezel/FFKM-composieten. Xiaomi's expertise op het gebied van slimme monitoring kan de technische basis vormen voor het definiëren van de volgende generatie afdichtingsnormen.
Plaatsingstijd: 03-06-2025