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Baterías para vehículos eléctricos: Avances en eficiencia

Continuamente se está trabajando en mejorar las baterías para vehículos eléctricos: Numerosos avances en eficiencia se publican constantemente, pero sigue siendo un factor crítico para el avance de la popularidad del vehículo eléctrico, y aún estamos lejos.

Dado que las ventas de vehículos eléctricos de batería (BEV) están aumentando, el cálculo del suministro de energía eléctrica necesario, los datos de consumo de energía y la autonomía del vehículo son importantes. El Procedimiento de prueba de vehículos ligeros armonizado a nivel mundial (WLTP) actualmente en uso puede proporcionar datos para recopilar datos de consumo de energía comparables para diferentes vehículos en ciclos de prueba de dinamómetro de chasis definidos.

Baterías para vehículos eléctricos

No obstante, el consumo de energía y, por tanto, la autonomía de los BEV también dependen de la trayectoria individual del usuario. Por lo tanto, en este trabajo se desarrollan cinco perfiles de velocidad. Las velocidades máximas se basan en las velocidades típicas del tráfico urbano y extraurbano alemán. Se supone que la energía requerida para terminar un perfil de velocidad única es constante a pesar de las velocidades máximas variables.

Con este tipo de perfiles de conducción es posible crear una declaración individual y más precisa sobre el consumo de energía y la autonomía de un BEV. En este trabajo, los perfiles se conducen en un banco dinamométrico con un VW e-Up. La eficiencia de carga del vehículo se prueba con dos modos de carga de CA diferentes y también se tiene en cuenta. Las eficiencias de conducción del vehículo probado se presentan en función del perfil de velocidad conducido. Finalmente, los resultados se comparan con un perfil de velocidad de conducción real y los datos de consumo de energía obtenidos por la computadora de a bordo del vehículo.

El rápido aumento en la adopción y el desarrollo de vehículos eléctricos (VE) ha supuesto un desafío importante para las técnicas y la infraestructura de gestión de carga existentes. Es necesario gestionar de forma eficiente un gran número de vehículos eléctricos móviles.

En comparación con los vehículos de combustible y gasolina, el EV tiene un rango de manejo limitado y necesita recargar su batería con frecuencia durante viajes largos. Por lo tanto, con los servicios de carga enchufables, una de las principales preocupaciones es la larga duración de la recarga de la batería. En este documento, empleamos tecnología heterogénea BS (Battery Switching) para proporcionar una opción de carga alternativa para minimizar la duración de carga de EV.

Además, se propone habilitar la reserva de BS de manera centralizada para vehículos eléctricos móviles, algoritmo de equilibrio de carga y selección óptima de la estación de conmutación de batería (BSS) en toda la red. Además, sugerimos una técnica de programación para que las baterías agotadas se recarguen de manera efectiva en el BSS para minimizar la pérdida de energía y el tiempo de espera en el BSS seleccionado.

Realizamos una evaluación del rendimiento comparando el esquema propuesto con otros puntos de referencia, en términos de duración promedio del viaje, consumo total de energía del viaje, etc. Finalmente, se demuestra que el stock de baterías se administra en toda la red de manera eficiente a través del esquema propuesto.

De acuerdo con el avance técnico hacia la E-Mobility, las uniones disimilares que conducen corriente entre el aluminio y el cobre están ganando una relevancia cada vez mayor para la industria automotriz y, por lo tanto, se están convirtiendo en el foco de muchas actividades de investigación. Es bien sabido que la unión de materiales diferentes en general es una tarea desafiante.

Además, los componentes de unión que transportan corriente en E-Drive consisten en materiales de cobre y aluminio puro con un espesor de hoja relativamente delgado, que son térmica y mecánicamente muy sensibles, así como altamente conductores de calor y electricidad. Esto da como resultado desafíos adicionales para el proceso de unión. Debido a sus propiedades, la soldadura por fricción y especialmente la soldadura por puntos de agitación por fricción (FSSW) que utilizan herramientas sin pin, es decir, como proceso híbrido de unión por difusión por fricción (HFDB) es cada vez más atractiva para nuevos campos de aplicación y particularmente prometedora para tareas de unión de aluminio y cobre. en E-Movilidad.

Sin embargo, la viabilidad está restringida debido a las fuerzas de proceso relativamente altas requeridas durante la soldadura por fricción y agitación. Por lo tanto, para cumplir con los altos requisitos de proceso y calidad en este campo de aplicación mencionado anteriormente, se necesita más investigación y desarrollo de procesos hacia la reducción de la fuerza del proceso.

Este trabajo trata sobre la aplicación de la estrategia de reducción de escala de herramientas como un medio de reducción de la fuerza del proceso en FSSW de láminas delgadas de aluminio y cobre para aplicaciones portadoras de corriente en E-Mobility, donde los componentes son muy sensibles a altas cargas mecánicas. El enfoque de reducción de escala de la herramienta permite una calidad de soldadura constante en un tiempo de proceso similar de aproximadamente 0,5 s a pesar de las fuerzas y pares de proceso reducidos.

Al reducir el diámetro de la herramienta de 10 mm a 6 mm, la fuerza del proceso podría reducirse en un 36 % y el par en más del 50 %. Además, se observa un comportamiento de propagación de calor similar en el componente. Estos resultados proporcionan una buena base para la unión de componentes E-Drive con materiales laminares sensibles térmica y mecánicamente mediante el proceso FSSW sin clavijas.

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