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May 07, 2024

ボックス争奪戦

パック、ボックス、トレイと呼ぶにせよ、EV バッテリーセルとそれをサポートする電気および熱管理ハードウェアを包み込んで保護する構造は、業界トップクラスのものです。

パック、ボックス、トレイなどと呼ぶ場合でも、EV バッテリーセルとそれをサポートする電気および熱管理ハードウェアを包み込んで保護する構造は、サブシステム業界の最優先事項の 1 つです。 バッテリーパックの最適化には、多くの製造と材料の選択、質量とパッケージのトレードオフ、安全規定、構造設計/エンジニアリングの課題が含まれる、とOEMとサプライヤーの専門家がSAEメディアに語った。

「バッテリーパックを車両にボルトで固定しますか、それとも車体構造に統合しますか?」 マグナのグローバル研究開発グループのボディおよび構造部門シニア部門マネージャー、ダレン・ウーマック氏はこう尋ねました。 同氏は最近のアナリスト会議で、ホットスタンピング、コールドスタンピング、ロールフォーミング、ハイドロフォーミング、鋳造、鋼、アルミニウム、複合材料、熱可塑性プラスチックなどのすべてがパック開発において「活発な議論」を引き起こしていると述べた。

OEMは明らかに、パッケージスペースを最適化し、質量と複雑さを軽減するために冗長構造を排除したいと考えているとウーマック氏は述べた。 EV バッテリーを周囲のプラットフォームに統合するには、さまざまな構成が必要です。 BYD で現在生産されているセルツーパック設計は、中間モジュール段階を排除し、セルを直接パックに入れます。 セルツーシャーシ技術は、バッテリーセルを車両シャーシ、電気駆動装置、および熱管理と統合します。 すべてのバッテリーコンポーネントは白色の車体に収納されており、別個のパックが不要です。

このようなセットアップでは、テスラなどが調査中、シャーシのパンと車両側面の構造がバッテリーの底板と側面の役割を果たしています。 この組み合わせにおいては、衝撃の完全性、正確なパックの組み立て、および堅牢な密閉が最も重要です。

「各 OEM は、セルのフォームファクター、バッテリーのサイズ、車両などの基準に基づいたオプションのメニューである『戦略』を必要としているでしょう」と、アルミニウム専門会社ノベリス社のグローバル オートモーティブ戦略およびマーケティング ディレクターのマリオ グレコ氏は説明します。 「バッテリーエンクロージャーに関する単一のソリューションがすべての人に適合するわけではありません。」

たとえば、大容量ソリューションは、打ち抜かれた一体型の筐体である場合があります。 同氏は、車両のアーキテクチャがセルからパックへの設計ではなく、セルからシャーシへの設計に適しているため、統合された冷却構造が含まれる可能性があると述べた。 「『スケートボード』と次世代のユニボディ アーキテクチャが融合することになると思います」とグレコ氏は述べています。その間。"

マグナ社バッテリートレイ担当グローバルチーフエンジニアのグレゴール・クレメント氏によると、液冷リチウムバッテリーパックの質量負担は大きいものの、EVの質量削減の改善はまだ可能だという。 「将来に目を向けると、バッテリーの車体への統合はますます進んでおり、軽金属と複合材料の両方が役割を果たしている」と同氏は語った。 「マグナ R&D はセルからシャーシまでのソリューションに取り組んでおり、顧客も​​同様の方向を向いていると考えています。 冗長な構造部品を排除することで、重量とコストを大幅に改善できる可能性があると考えています。」 しかし、バッテリーの重量を完全に相殺することはおそらく不可能だと同氏は考えている。

キャデラックの超高級車2024年型セレスティクのプログラムエンジニアリングマネージャー、ジェレミー・ラブデイ氏は、車両の電動化はまだ初期段階にあり、多くのEVサブシステム開発がクリティカルパス上にあると述べた。 このシナリオでは、Tier 1 は OEM 評価用に近距離および長距離の両方のソリューションを提供します。 2022 年後半に発表されたデュポンの 3-in-1 バッテリー ボックス コンセプトは、セルの冷却、電気的相互接続、構造コンポーネントを統合したモジュール設計の新しい例です。 そのハウジングは、高温に耐えることができるナイロンベースのポリアミドである同社の Zytel HTN で作られています。

デュポン社のモビリティおよび材料グループの電池材料ビジネス開発リーダーであるフランク・ビロット氏によると、このコンセプトは半直接冷却 (セルはタブを通じて冷却される) と電気相互接続による簡単な組み立てを提供します。 同氏は、この設計によりバッテリーのエネルギー密度が向上し、車両の航続距離とパッケージ効率が向上すると述べた。