日本富国开发出防止EV电池老化的橡胶板
2022/07/04
在汽车雨刷橡胶领域占全球最大份额的日本富国(Fukoku)公司正在利用现有技术,开发纯电动汽车(EV)使用的产品。作为首款产品,富国开发出了可防止纯电动汽车电池老化的橡胶制品。运用了此前积累的橡胶合成和分析技术。富国计划以该产品已被丰田纯电动汽车采用为卖点,扩大橡胶制品在该领域的适用范围。
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富国的“电池夹板”可以吸收因电池单元膨胀而产生的过剩负荷 |
富国已经开发出来的是名为“电池夹板(Battery Hold Sheet)”的橡胶制品。在电池中装上橡胶件的情况十分少见。该产品已经被丰田的纯电动汽车“bZ4X”采用。该车的电池模块中有96个单元,97块橡胶就像三明治一样夹在各个单元之间。
电池单元会因充电后能量密度升高而发生膨胀。如果过度膨胀,单元之间就会相互挤压,产生过剩负荷。负责开发该产品的富国开发部开发二科经理金井和之介绍说:“如果反复多次产生过剩负荷,电池性能就会老化,导致容量下降”。即便为防止发生膨胀而牢牢固定住单元,电池也会不断老化。橡胶板的最大作用是,适度承受电池单元膨胀后施加的力。
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既要满足这一条件,又不能太大或者太重。汽车的使用时间大多超过10年,橡胶的耐用性也需要达到这么长的时间。在受到多项制约的情况下,经过反复试验,富国终于摸索出了一种类似于水珠纹的形状,夹板上的橡胶带有小圆点,凹凸不平。其结构原理是,电池单元膨胀时,圆点的橡胶会受到挤压并横向扩展,由此把力释放出来。
在确定最终形状之前,富国尝试了不同成分和形状的100多种样本,以寻找最合适的形状。富国的产品有很多雨刷胶条以及抑制发动机振动和噪声的防振部件的橡胶。通过这些产品培育的配比技术和模拟分析技术发挥了作用。
比如,通过分析技术得知“受到挤压后横向延展的圆点之间相互接触时,不能完全分散载重”。这反映在了圆点大小和圆点间距上。
充电时膨胀的单元在消耗电力的时候会收缩。这时,如果橡胶不恢复原状,单元与橡胶之间就会产生缝隙,在电池模块内单元有可能变得无用。
通常为汽车零部件开发的橡胶大多设想高度减少10~30%左右。这次添加了特殊橡胶,即使减少50%左右,也能回到原来的形状。“橡胶的配比也充分利用了本公司的经验”,金井和之表示。富国计划将此次开发的电池夹板扩大在纯电动汽车中使用。
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在富国2021财年(截至2022年3月)的715亿日元合并销售额中,汽车相关销售额占大约9成。其中,雨刷胶条是全球份额占5成的主打商品。不过,在其他发动机和液压制动器上使用的橡胶部件有可能随着纯电动汽车的普及而减少。
富国的副社长大城郁男表示,“不只用于电池。关键是对外展示,即使在汽车电动化之下,零部件构成会发生变化,也有可以应用橡胶产品的新领域”。据悉,虽然详情未公布,但已出现了下一个应用领域。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)松浦龙夫
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