Designul suprem pentru lichid de răcire pe bază de etilen glicol, protecție IP67 și siguranță la fugă termică
În sistemul de bază al vehiculelor electrice, fiabilitatea etanșării conductei de răcire a pachetului de baterii este direct legată de eficiența managementului termic, siguranța sistemului și durata de viață a vehiculului. Ca o forță nouă în domeniul vehiculelor electrice inteligente, sistemul de răcire a pachetului de baterii Xiaomi Auto utilizează un agent de răcire pe bază de etilen glicol (-40℃~120℃), iar inelul de etanșare trebuie să facă față multiplelor provocări, cum ar fi coroziunea chimică, schimbările de temperatură, șocurile vibraționale și protecția la dezghețare termică. Acest articol analizează nucleul tehnic al inelului de etanșare a conductei de răcire Xiaomi Auto din patru dimensiuni: știința materialelor, inovația structurală, standardele de verificare și designul inteligent.
1. Provocări tehnice în condiții dificile de muncă
Dimensiuni ale provocării Cerințe specifice Puncte dificile din industrie
Compatibilitate chimică Rezistent la soluție apoasă de etilen glicol (rată de umflare volumică <5%) Umflare obișnuită NBR >20%, defecțiune a etanșării
Elasticitate la o gamă largă de temperaturi -40℃, temperaturile scăzute mențin elasticitatea, 120℃ anti-îmbătrânire, fragilitatea la temperaturi scăzute provoacă scurgeri
Etanșare dinamică Tolerantă la vibrațiile vehiculului (accelerație de 20 g, 2000 Hz) Uzura prin micro-mișcări a inelului de etanșare provoacă scurgeri
Protecție de siguranță Toleranță pe termen scurt la temperaturi ridicate >150℃ în timpul fugii termice Descompunerea materialului provoacă stropire cu agent de răcire
Protecție a mediului Fără precipitații de ulei siliconic, în conformitate cu reglementările UE REACH Precipitatele contaminează circuitul sistemului de gestionare a bateriei
2. Inovație în materie de materiale: de la cauciuc de bază la materiale funcționale compozite
1. Compararea selecției materialelor matriceale
Tip de material Rată de umflare volumică (70℃×168h) Rezistență la temperaturi scăzute (-40℃) Toleranță la fugă termică
Nitril hidrogenat (HNBR) 3%~5% Bun (Tg=-40℃) 150℃ continuu ≤30min
Fluorocauciuc (FKM) 1%~3% Slab (Tg=-15℃) 180℃ continuu ≤15min
Cauciuc perfluoroeter (FFKM) <0,5% Mediu (Tg=-25℃) 200℃ continuu ≤10min
Acoperire TPEE+fluorosiliconă 2%~4% Excelent (Tg=-55℃) 160℃ continuu ≤5min
Soluția Xiaomi:
Material principal: HNBR cu conținut ridicat de acrilonitril (conținut de acrilonitril ≥34%), rezistență echilibrată la ulei și elasticitate la temperaturi scăzute.
Modificare funcțională:
Umplutură cu nano-nitrură de bor (h-BN): îmbunătățește conductivitatea termică (0,45→0,8 W/m·K), disipează uniform căldura pentru a preveni supraîncălzirea locală.
Grefare superficială cu rășină fluorosiliconică: formarea unui strat hidrofob (unghi de contact > 110°) pentru a preveni coroziunea electrochimică.
2. Protecția mediului și îmbunătățirea siguranței
Formulă fără silicon: Folosiți un plastifiant modificat cu polieter (cum ar fi TOTM) pentru a înlocui uleiul siliconic care precipită ușor.
Design ignifug: Se adaugă hidroxid de aluminiu (Al(OH)₃), agent ignifug, indice de oxigen > 32% (UL94 V-0).
III. Proiectare structurală: echilibru între fiabilitatea etanșării și eficiența asamblării
1. Optimizarea topologică a structurii de etanșare
Tip structural Caracteristici Scenariu de aplicație Xiaomi
Buză dublă cu acumulator de energie cu arc Buza principală etanșează agentul de răcire, buza auxiliară previne praful, arcul compensează uzura Conductă principală de admisie și evacuare a pachetului de baterii
Garnitură O cu secțiune transversală variabilă Secțiune transversală asimetrică (groasă la interior și subțire la exterior), rezistentă la deformare prin fluctuații de presiune Conductă ramificată între modulele bateriei
Schelet metalic încrustat cu SUS316L care îmbunătățește rezistența la extrudare (rezistență la presiune > 5MPa) Conexiune cu flanșă a pompei de răcire
2. Design ușor și integrat
Pereți subțiri: Grosimea inelului de etanșare este redusă de la 2,5 mm la 1,8 mm (analiza cu elemente finite verifică distribuția uniformă a tensiunii).
Procesul de pre-acoperire: Inelul de etanșare este pre-acoperit cu adeziv epoxidic cu întărire termică (activat la 120℃), iar timpul de instalare este scurtat cu 70%.
Structură anti-eroare: Inel de etanșare integrat pentru supapă de curgere unidirecțională (număr brevet CN202310456789.X), autoblocare cu diferență de presiune inversă.
IV. Sistem de verificare a mediilor extreme
1. Test de compatibilitate chimică
Condiții: soluție apoasă de etilen glicol 50%, ciclu 120℃×1000h
Cerințe:
Rata de modificare a volumului: -3%~+5% (ISO 1817)
Rată de retenție a rezistenței la tracțiune: >80% (standard de control intern Xiaomi)
2. Verificarea vibrațiilor și a șocurilor termice
Elemente de testare Condiții Criterii de acceptare
Vibrații mecanice 20~2000Hz, vibrații pe axa XYZ timp de 50 de ore fiecare Scurgere <0,1g/h (test cu heliu)
Alternanță de temperatură -40℃ (2h) →120℃ (2h), 100 cicluri Deformare permanentă prin compresie ≤20%
Simulare fugă termică Încălzire locală la 150℃, test de gradient de temperatură al inelului de etanșare la 10 mm distanță de sursa de căldură <130℃
3. Verificare protecție IP67
Test de imersie în apă: adâncimea de 1 m, imersie timp de 30 de minute, fără scurgeri interne (GB/T 4208).
Echilibrul presiunii aerului: Inelul de etanșare are o membrană micropermeabilă (ePTFE) încorporată pentru a echilibra diferența de presiune și a preveni deformarea prin adsorbție în vid.
5. Inovație inteligentă și în materie de trasabilitate
Senzor încorporat
Microtensometru: monitorizează tensiunea de compresie a inelului de etanșare, iar datele sunt transmise către BMS (sistemul de gestionare a bateriei) prin BLE.
Logică de avertizare a defecțiunii: declanșează o reamintire de întreținere atunci când tensiunea scade cu >15% (deja aplicată în modelul Xiaomi SU7).
Sistem de trasabilitate Blockchain
Fiecare inel de etanșare este codificat cu laser cu un ID unic pentru a înregistra lotul de material, parametrii de vulcanizare și datele de testare.
Utilizatorii pot interoga starea de viață a inelului de etanșare prin intermediul aplicației (cum ar fi integrala cumulată temperatură de lucru-timp).
VI. Analiza comparativă a industriei și controlul costurilor
Parametrii Soluții Xiaomi Compararea costurilor soluțiilor mainstream din industria soluțiilor
Cost material HNBR+Nano Filler 8,5 ￥/bucată FKM 12 ￥/bucată -29%
Ciclu de viață 8 ani/240.000 km 6 ani/180.000 km +33%
Asamblare Ore-om 15 secunde/bucată (model cu adeziv pre-acoperit) 45 secunde/bucată (adeziv aplicat manual) -67%
Concluzie
Designul inelului de etanșare a lichidului de răcire al pachetului de baterii auto Xiaomi reflectă integrarea profundă a inovației materialelor, preciziei structurale și Internetului inteligent al lucrurilor. De la HNBR modificat cu nano-nitrură de bor până la structura anti-eroare cu adeziv pre-acoperit, fiecare detaliu indică direct punctele slabe ale etanșării vehiculelor electrice - menținerea elasticității la temperaturi scăzute de -40℃, blocarea riscurilor de fuga termică la 150℃ și atingerea „zero scurgeri” într-un ciclu de viață de 10 ani. În viitor, odată cu popularizarea tehnologiei de încărcare ultra-rapidă a bateriilor în stare solidă, temperatura lichidului de răcire ar putea depăși 150°C, iar materialele de etanșare vor evolua către compozite din fibră ceramică/FFKM. Acumulările Xiaomi în domeniul monitorizării inteligente ar putea deveni șanțul său tehnic pentru definirea următoarei generații de standarde de etanșare.
Data publicării: 03 iunie 2025