——Etilen glikol bazlı soğutma sıvısı, IP67 koruması ve termal kaçak güvenliği için en üst düzey tasarım
Elektrikli araçların çekirdek sisteminde, akü paketi soğutma boru hattının sızdırmazlık güvenilirliği doğrudan termal yönetim verimliliği, sistem güvenliği ve araç ömrü ile ilgilidir. Akıllı elektrikli araçlar alanında yeni bir güç olarak, Xiaomi Auto'nun akü paketi soğutma sistemi etilen glikol bazlı soğutma sıvısı (-40℃~120℃) kullanır ve sızdırmazlık halkasının kimyasal korozyon, sıcaklık değişiklikleri, titreşim şoku ve termal kaçak koruması gibi birden fazla zorlukla başa çıkması gerekir. Bu makale, Xiaomi Auto'nun soğutma boru hattı sızdırmazlık halkasının teknik çekirdeğini dört boyutta analiz eder: malzeme bilimi, yapısal yenilik, doğrulama standartları ve akıllı tasarım.
1. Zorlu çalışma koşulları altında teknik zorluklar
Zorluk boyutları Belirli gereksinimler Sektör sorunları
Kimyasal uyumluluk Etilen glikol sulu çözeltisine dayanıklı (hacimsel şişme oranı <%5) Sıradan NBR şişmesi >%20, conta arızası
Geniş sıcaklık aralığı esnekliği -40℃ düşük sıcaklık esnekliği korur, 120℃ yaşlanma karşıtı Düşük sıcaklıktaki kırılganlık sızıntıya neden olur
Dinamik sızdırmazlık Araç titreşimine toleranslıdır (20g ivme, 2000Hz) Sızdırmazlık halkasının mikro hareket aşınması sızıntıya neden olur
Güvenlik koruması Termal kaçak sırasında yüksek sıcaklığa >150℃ kısa süreli tolerans Malzemenin ayrışması soğutma sıvısının sıçramasına neden olur
Çevre koruma AB REACH düzenlemelerine uygun olarak silikon yağı çökelmesi yok Çökeltiler pil yönetim sistemi devresini kirletir
2. Malzeme inovasyonu: temel kauçuktan kompozit fonksiyonel malzemelere
1. Matris malzeme seçiminin karşılaştırılması
Malzeme türü Hacim şişme oranı (70℃×168h) Düşük sıcaklık dayanıklılığı (-40℃) Termal kaçak toleransı
Hidrojene nitril (HNBR) %3~%5 İyi (Tg=-40℃) 150℃ sürekli ≤30dk
Flor kauçuk (FKM) %1~%3 Zayıf (Tg=-15℃) 180℃ sürekli ≤15dk
Perfloroether kauçuk (FFKM) ＜0,5% Orta (Tg=-25℃) 200℃ sürekli ≤10dk
TPEE+florosilikon kaplama %2~%4 Mükemmel (Tg=-55℃) 160℃ sürekli ≤5dk
Xiaomi çözümü:
Ana malzeme: Yüksek akrilonitril içerikli HNBR (akrilonitril içeriği ≥%34), dengeli yağ direnci ve düşük sıcaklık elastikiyeti.
Fonksiyonel modifikasyon:
Nano bor nitrür (h-BN) dolgusu: Isı iletkenliğini iyileştirir (0,45→0,8 W/m·K), yerel aşırı ısınmayı önlemek için düzgün ısı dağılımı.
Florosilikon reçinesinin yüzey aşılanması: elektrokimyasal korozyonu önlemek için hidrofobik bir tabaka (temas açısı>110°) oluşturur.
2. Çevre koruma ve güvenlik iyileştirme
Silikon içermeyen formül: Kolay çöken silikon yağının yerine polieter modifiyeli plastikleştirici (TOTM gibi) kullanın.
Alev geciktirici tasarım: Alüminyum hidroksit (Al(OH)₃) alev geciktirici, oksijen indeksi > %32 (UL94 V-0) ekleyin.
III. Yapısal tasarım: Sızdırmazlık güvenilirliği ve montaj verimliliği arasında denge
1. Sızdırmazlık yapısının topolojik optimizasyonu
Yapısal tip Özellikler Xiaomi uygulama senaryosu
Yay enerji depolamalı çift dudak Ana dudak contaları soğutma sıvısı, yardımcı dudak tozu önler, yay aşınmayı telafi eder Akü paketi giriş ve çıkış ana boru hattı
Değişken kesitli O-ring Asimetrik kesit (kalın iç ve ince dış), basınç dalgalanma deformasyonuna dayanıklı Pil modülleri arasındaki dallı boru hattı
Metal iskelet içine yerleştirilmiş SUS316L iskelet ekstrüzyon direncini artırır (basınç direnci > 5MPa) Soğutma pompası flanş bağlantısı
2. Hafif ve entegre tasarım
İnce duvarlı: Sızdırmazlık halkasının kalınlığı 2,5 mm'den 1,8 mm'ye düşürülmüştür (FEA, gerilim dağılımının düzgün olduğunu doğrular).
Ön kaplama işlemi: Sızdırmazlık halkası ısıyla kürlenen epoksi yapıştırıcı ile önceden kaplanır (120℃'de aktive edilir) ve montaj süresi %70 oranında kısalır.
Hata önleyici yapı: Tek yönlü akış vanası entegre conta halkası (patent numarası CN202310456789.X), ters basınç farkı kendinden kilitlemeli.
IV. Aşırı ortam doğrulama sistemi
1. Kimyasal uyumluluk testi
Koşullar: %50 etilen glikol sulu çözeltisi, 120℃×1000h çevrim
Gereksinimler:
Hacim değişim oranı: -3%~+5% (ISO 1817)
Çekme dayanımı tutma oranı: >%80 (Xiaomi dahili kontrol standardı)
2. Titreşim ve termal şok doğrulaması
Test öğeleri Koşullar Kabul kriterleri
Mekanik titreşim 20~2000Hz, XYZ ekseni titreşimi her biri 50 saat Sızıntı <0,1 g/saat (helyum testi)
Sıcaklık değişimi -40℃ (2 saat) →120℃ (2 saat), 100 çevrim Sıkıştırma kalıcı deformasyon ≤%20
Termal kaçak simülasyonu 150℃'de yerel ısıtma, sızdırmazlık halkası sıcaklık gradyanı testi ısı kaynağından 10 mm uzakta <130℃
3. IP67 koruma doğrulaması
Suya daldırma testi: 1 m su derinliği, 30 dakika daldırma, iç sızıntı yok (GB/T 4208).
Hava basınç dengesi: Sızdırmazlık halkasında, basınç farkını dengelemek ve vakum adsorpsiyon deformasyonunu önlemek için yerleşik bir mikro geçirgen membran (ePTFE) bulunur.
5. Akıllı ve izlenebilir inovasyon
Gömülü sensör
Mikro gerinim ölçer: Conta halkasının basınç gerilimini izler ve veriler BLE aracılığıyla BMS'ye (pil yönetim sistemi) iletilir.
Arıza uyarı mantığı: Stres %15'ten fazla düştüğünde bakım hatırlatıcısını tetikler (Xiaomi SU7 modelinde zaten uygulanmıştır).
Blockchain izlenebilirlik sistemi
Her conta halkası, malzeme partisini, vulkanizasyon parametrelerini ve test verilerini kaydetmek için benzersiz bir kimlikle lazerle kodlanır.
Kullanıcılar APP üzerinden conta halkasının kullanım ömrünü sorgulayabilirler (örneğin kümülatif çalışma sıcaklığı-zaman integrali gibi).
VI. Sektör Karşılaştırması ve Maliyet Kontrolü
Parametreler Xiaomi Çözüm Endüstrisi Ana Akım Çözüm Maliyet Karşılaştırması
Malzeme Maliyeti HNBR+Nano Dolgu ￥8.5/adet FKM ￥12/adet -29%
Yaşam Döngüsü 8 yıl/240.000 km 6 yıl/180.000 km +33%
Montaj Adam-saati 15 saniye/parça (önceden kaplanmış tutkal tasarımı) 45 saniye/parça (elle kaplanmış tutkal) -67%
Çözüm
Xiaomi'nin otomotiv akü takımının soğutma sıvısı conta halkasının tasarımı, malzeme yeniliğinin, yapısal hassasiyetin ve akıllı Nesnelerin İnterneti'nin derin entegrasyonunu yansıtıyor. Nano-bor nitrür modifiyeli HNBR'den önceden kaplanmış tutkal hata önleyici yapıya kadar her ayrıntı, doğrudan elektrikli araç contalamanın sorunlu noktalarına işaret ediyor: -40℃'lik aşırı soğukta elastikiyeti korumak, 150℃'de termal kaçak risklerini engellemek ve 10 yıllık bir yaşam döngüsü içinde "sıfır sızıntı" elde etmek. Gelecekte, katı hal pil ultra hızlı şarj teknolojisinin popülerleşmesiyle, soğutma sıvısı sıcaklığı 150°C'yi aşabilir ve conta malzemeleri seramik elyaf/FFKM kompozitlere doğru evrilecektir. Xiaomi'nin akıllı izleme alanındaki birikimi, bir sonraki nesil conta standartlarını tanımlamak için teknik hendeği olabilir.
Gönderi zamanı: 03-Haz-2025