满电守护

电动汽车底盘上的电池组与自动化机械臂,体现电池技术与制造创新
如今,电动汽车已随处可见。这其中的一个原因是,电池技术已经取得了进步,并且仍在持续改进,从而不断延长着续航里程。特瑞堡在密封技术和材料方面的创新研发,对推动这些进步发挥了至关重要的作用。
不久之前,电动汽车在道路上还属罕见,如今却已司空见惯。全球电动汽车数量从2023年的2600万辆激增至2024年的近6000万辆,而随着每售出五辆新车中就有一辆是电动汽车,这一数字还将迅速攀升。

加快电动汽车普及速度

全球各国政府都在积极推广电动汽车,因为其碳足迹低于汽油和柴油内燃机汽车。各大城市设立的低排放区(LEZ),以及驾驶者保护环境的意愿,无疑都对电动汽车销量的增长产生了影响。

“然而,里程焦虑,即驾驶者担心电动汽车在抵达目的地或合适的充电站前耗尽电量,始终是制约电动汽车销售的一大难题。”特瑞堡汽车密封全球细分市场总监Axel Weimann表示。

缓解里程焦虑

“人们早已习惯加油站随处可见,因此对电动汽车充电桩的可用性心存顾虑,特别是在长途旅行时。”Weimann继续说道,“只要在行程中规划好充电休整,而不是连续数小时不停驾驶,这就不会成为问题。当然,改变驾驶习惯确实存在阻力,而毫无疑问,增加充电场所将有效缓解里程焦虑。”

这一进程正在进行中。各国政府正大力推动快速扩建充电网络。与此同时,企业和零售商也在安装充电桩。这不仅是为了给员工和顾客提供便利,同样也符合其自身利益。

随行随充:购物、工作两不误

“为降低员工通勤产生的碳足迹,如今许多企业已在工作场所提供停车充电服务,有时甚至可替代家用充电桩的需求。”Weimann表示,“此外,商场和购物中心也设有超级充电桩供顾客使用。这对车主很有吸引力,也鼓励他们在购物时同步充电,进而为零售商带来更多收入。”

虽然增加可用充电桩的数量能缓解里程焦虑,但技术创新同样不可或缺。为此,汽车制造商正致力于开发效率更高、充电速度更快的电动动力总成。

提升电池性能

在电动汽车发展初期,其续航里程仅为30至50英里。到2010年,电动汽车的平均续航里程仅提升至约79英里,而到2021年,则已达217英里。随着电池技术的持续创新,未来续航里程还将进一步增长。

特瑞堡通过提供多种密封件和材料解决方案,助力客户改进技术。

“电动汽车制造商通常对密封产品的技术规格非常了解,但我们发现电池内部密封材料具有优化的空间。”Weimann表示,“因此,我们在2024年决定投入大量资金,启动一项全面的材料测试计划,旨在深入探究与电池密封材料优化开发相关的关键性能。”

特瑞堡独特的CellXPro材料解决方案

该计划成功推动了一系列革命性电动汽车电池密封材料的问世。

Weimann表示:“得益于CellXPro,电池制造商可以开发更环保、更耐用且充电速度更快的电池。”

该系列材料能承受严苛工况要求,且具备优异的化学兼容性。“这一点至关重要。”Weimann进一步介绍道,“密封材料必须能够耐受电解液的化学反应——电解液是电池正极(阴极)和负极(阳极)之间传递正电荷离子的介质,直接影响将储存能量转化为可用电能的效率。”

无论是密封材料还是电解液,都应当保持化学稳定性。针对CellXPro材料的测试显示,其应用能显著延缓电池性能随使用时间的衰退,验证了该材料优异的化学兼容性。Weimann补充道:“通常情况下,电池在行驶20万公里后容量会下降20%,而采用CellXPro材料有望显著降低这一衰减比例。”

液态电解质电池仍是未来主流

展望未来,Weimann表示:“当前,液态电解质仍是锂离子电池的主流技术,预计未来数年甚至二十年仍将保持主导地位。”

“更具前景的固态电解质技术有望在续航里程、充电速度和安全方面实现突破。”他指出,“但该技术需在产品质量、供应稳定性和成本控制等方面达到规模化生产的成熟要求,才方能真正走向市场。”

特瑞堡电动汽车解决方案

除CellXPro电池密封材料外,特瑞堡还通过使用多组件技术提供电池热塑性绝缘件。该技术将多个独立部件集成于单一组件,可有效减少零件数量、提升质量并简化装配流程。

创新型Stefa HiSpin EV40径向轴封可满足现代电动汽车的严苛要求。其设计适用于高表面转速工况,在提供卓越低摩擦密封性能的同时,兼具出色的运行效能和耐久性。

这款径向轴封的核心是一项突破性技术——特瑞堡专有的相位偏移波技术。该专利创新设计通过在旋转过程中主动将流体泵回电机轴油侧,即使在高润滑条件下也能保持卓越的密封性能。

特瑞堡独特的Rubore垫圈可为电动汽车敏感的电气系统提供高效的密封和防护解决方案,能有效阻隔湿气和腐蚀。垫圈采用双侧橡胶硫化金属基材的三层复合结构,可灵活贴合安装表面,其橡胶层能够有效补偿配合面的划痕或凹陷,确保密封可靠性。

减少技术妥协,实现性能平衡

Weimann指出,尽管电池制造商正竭力提升电动汽车的续航能力,但仍面临诸多技术限制。

“遗憾的是,如今的电池开发恰如人生,处处需要权衡取舍。”他解释道,“这是因为电池设计必须在性能、充电能力、安全性、能量密度、使用寿命、可持续性和成本等多重因素间寻求平衡。随着技术的发展,电池将不断优化,未来在整体性能上的妥协必将减少。”

电动汽车的未来:走向定制化

在过去数十年间,燃油车已发展成为全能车型,无论是长途或短途出行,还是复杂路况,都能从容应对。“但电动汽车的发展路径可能有所不同,因为用户或许会期待其针对特定驾驶场景进行优化。”Weimann进一步指出,“这引申出一个理念层面的探讨:人们是否会继续寻求全能型汽车,还是出于可持续性考量,组合利用多种交通方式?例如,日常驾驶电动汽车的城市居民在长途出行时,可能选择火车或租赁车辆。”

Weimann总结道:“电动汽车将如何发展?这是一个令人着迷的课题。山区用户是否会需要专为山地设计的电动车型?而平原地区或像荷兰这样道路平坦的国家,用户是否会期待另一类优化版本?”

 

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