Eaton desarrolla piezas de plástico para baterías a medida que expande su negocio de vehículos eléctricos

Jun 08, 2023

Detroit—Mientras la industria automotriz se prepara para el crecimiento de la producción de vehículos eléctricos, los proveedores se están preparando para proporcionar las piezas técnicas necesarias para garantizar que los vehículos eléctricos funcionen de forma segura.

El proveedor de automóviles Eaton Corp. creó una válvula de ventilación de una sola etapa para baterías de vehículos eléctricos que actúa como liberación de sobrepresión en caso de una situación de descontrol térmico. La válvula se puede volver a sellar, lo que permite realizar pruebas de funcionalidad completa en comparación con la tecnología de válvula de rotura convencional y permite a los clientes de Eaton especificar presiones de apertura bajas.

Por lo general, una batería de vehículo eléctrico tiene dos válvulas o una sola válvula con dos funciones, dijo a Plastics News Jens Buhlinger, gerente de crecimiento de ventas de Eaton.

Una función es la "ventilación pasiva", dijo Buhlinger. "Por lo general, esto se hace a través de una membrana, un material que deja pasar el gas... durante las operaciones normales... porque es un recinto sellado y dentro de la batería durante la carga, se genera calor, pero también cuando conduces tu vehículo a altitudes la presión cambia. dentro de la batería, por lo que es necesario igualar la presión".

En el caso de un impacto físico, dijo, "la membrana debe ser lo suficientemente fuerte como para no destruirse cuando sucede algo así".

"Si tiene una función de resellado, aumentará rápidamente, liberará el aire comprimido durante ese evento y volverá a sellar. No es necesario diseñar en torno a eso.

"En el caso de un evento térmico, una sobrepresión romperá la membrana, y eso abrirá un camino de flujo más grande, que luego se utilizará para liberar el gas", dijo. "Si tienes una membrana que revienta, sólo puedes usar ese producto una vez... La válvula ya no se puede utilizar porque la membrana no está intacta.

"Nuestra pieza se puede utilizar varias veces", afirmó Buhlinger.

La válvula de alivio de sobrepresión de una sola etapa de Eaton no tiene membrana, utiliza un resorte de acero inoxidable y un sello de caucho sobremoldeado dentro de dos piezas moldeadas por inyección. La compañía se negó a comentar sobre los materiales exactos de las piezas moldeadas por inyección. Se encuentra en la carcasa de la batería, que podría ser una carcasa compuesta de plástico, aluminio o aluminio y acero, dijo. "Toda esta estructura es un recinto sellado; hay que proteger la batería para que no entre nada".

El producto es "simple y robusto", con una función de conexión rápida que facilita la instalación para los clientes, afirmó. "Está atornillado, queda muy apretado y [hace] ciertos sonidos que indican que el producto está en su lugar y hace clic".

Debido a que el producto es una válvula de alivio de sobrepresión, "es una pieza crítica para la seguridad", dijo. "Si tiene un producto único, no puede probar todos y cada uno de los componentes que salen de su línea de fabricación. Obviamente, lo diseña para abrirse y romperse según los requisitos que defina junto con el fabricante del vehículo o de la batería. Pero no puede garantizar que Cada pieza se prueba para abrir a la presión definida porque no se puede probar".

Debido a que la válvula se puede probar completamente, dijo Buhlinger, tiene "mayor confiabilidad".

También en el caso de un evento térmico, si la válvula de la batería comienza a "ventilarse temprano... hay menos riesgo de que la fuga térmica se extienda a otras celdas", dijo. "Cuanto más baja definas tu presión de apertura, antes comenzarás a ventilar la batería en caso de una fuga térmica.

"Podemos ajustarnos a las diferentes presiones de apertura que los OEM desean tener cambiando el resorte mientras mantenemos todos los componentes comunes", dijo, y agregó que mantener las piezas iguales a pesar de las presiones de apertura hace que el producto sea rentable para los clientes. "Creo que eso es algo que ayudaremos a estandarizar los productos que están en el mercado", dijo Buhlinger.

Eaton planea crear una cartera completa de válvulas de ventilación para baterías. Esta válvula de una etapa aún no está en producción, pero la empresa está trabajando con varios clientes para lanzarla pronto al mercado.

"Tenemos mucha experiencia en la producción de piezas similares, asumiendo la capacidad de las válvulas de ventilación de los tanques de combustible... Tenemos líneas de fabricación que podemos utilizar; tenemos los principios de prueba", dijo Buhlinger. "Tenemos experiencia en funciones críticas para la seguridad y estamos muy acostumbrados a las pruebas de final de línea al 100 por ciento que proponemos [con la válvula de una sola etapa.

"Es un poco diferente en términos de tamaño y flujo de gas, pero podremos transferir partes de la línea de fabricación y usaremos algunas de las máquinas que estamos usando para ensamblar válvulas de ventilación de combustible para ventilar la batería". añadió. "No necesitamos grandes adquisiciones para llegar a esa [parte de la] estrategia".

En enero, Eaton adquirió la empresa de conectores eléctricos Royal Power Solutions para ampliar su cartera de suministro de vehículos eléctricos. "Probablemente seamos la única empresa en este momento que tiene un negocio de conectores y un negocio de ventilación de baterías, por lo que vemos cierto nivel de integración allí", dijo Buhlinger.

A medida que aparecen en el mercado nuevas iteraciones de baterías para vehículos eléctricos, las grandes carcasas de plástico que se han utilizado en paquetes de baterías como una solución liviana podrían convertirse en una cosa del pasado, dijo a PN Kevin Calzada, gerente de marketing y estrategia global de productos para eMobility en Eaton. el Salón Internacional del Automóvil de América del Norte en Detroit.

Eaton está viendo que el mercado se mueve hacia dos cajas separadas para las unidades de desconexión de baterías, que normalmente se ubican dentro de los paquetes de baterías y cuentan con piezas de plástico moldeado que incluyen carcasas, bases y bandejas, dijo Calzada.

"En el pasado, gran parte del contenido se incluía en la [unidad de desconexión de la batería]... y ahora están haciendo un diseño más pequeño [en] una caja externa secundaria", dijo.

Si la unidad de desconexión de la batería "se encuentra dentro del paquete de baterías, si es necesario realizar algún servicio en cualquiera de los sistemas de protección, en particular los fusibles, hay que dejar caer todo el paquete [de baterías] para acceder a él", dijo.

Una unidad secundaria de distribución de energía auxiliar de alto voltaje brinda a los fabricantes de equipos originales "una gran ventaja" en cuanto a capacidad de servicio, añadió.

Pero todavía hay muchas oportunidades para los plásticos en las baterías de vehículos eléctricos, especialmente para cumplir con los requisitos de aislamiento eléctrico.

Las piezas moldeadas de plástico en las unidades de distribución de energía "aíslan el alto voltaje del recinto de aluminio", dijo Calzada. "Uno de los beneficios de una carcasa de plástico es que no necesita aislamiento eléctrico porque ya está aislado... Usamos muchos plásticos de alta temperatura porque muchos [de los componentes] están muy cerca de una temperatura muy alta. -plasma energético.

"A medida que el mercado pasa de las aplicaciones de combustible tradicionales a las aplicaciones de baterías, este es un gran lugar para nosotros porque tenemos el capital", afirmó. "Tenemos mucha experiencia y personal para ser competitivos con las aplicaciones de vehículos eléctricos".

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