——Etilen glikol bazlı soğutma sıvısı, IP67 koruması ve termal kaçak güvenliği için en üst düzey tasarım
Elektrikli araçların çekirdek sisteminde, akü grubu soğutma boru hattının sızdırmazlık güvenilirliği, termal yönetim verimliliği, sistem güvenliği ve araç ömrü ile doğrudan ilişkilidir. Akıllı elektrikli araçlar alanında yeni bir güç olan Xiaomi Auto'nun akü grubu soğutma sistemi, etilen glikol bazlı soğutma sıvısı (-40℃~120℃) kullanır ve sızdırmazlık halkasının kimyasal korozyon, sıcaklık değişiklikleri, titreşim şoku ve termal kaçak koruması gibi birçok zorlukla başa çıkması gerekir. Bu makale, Xiaomi Auto'nun soğutma boru hattı sızdırmazlık halkasının teknik özünü dört boyutta incelemektedir: malzeme bilimi, yapısal inovasyon, doğrulama standartları ve akıllı tasarım.
1. Zorlu çalışma koşulları altında teknik zorluklar
Zorluk boyutları Özel gereksinimler Sektör sorunları
Kimyasal uyumluluk Etilen glikol sulu çözeltisine dayanıklı (hacimsel şişme oranı <%5) Sıradan NBR şişmesi >%20, conta arızası
Geniş sıcaklık aralığı esnekliği -40℃ düşük sıcaklık esnekliği korur, 120℃ yaşlanma karşıtı Düşük sıcaklıkta kırılganlık sızıntıya neden olur
Dinamik sızdırmazlık Araç titreşimine toleranslıdır (20g ivme, 2000Hz) Sızdırmazlık halkasının mikro hareket aşınması sızıntıya neden olur
Güvenlik koruması Termal kaçak sırasında 150℃'den yüksek sıcaklığa kısa süreli tolerans Malzemenin ayrışması soğutma sıvısının sıçramasına neden olur
Çevre koruma AB REACH yönetmeliklerine uygun olarak silikon yağı çökelmesi oluşmaz. Çökeltiler pil yönetim sistemi devresini kirletir.
2. Malzeme inovasyonu: Temel kauçuktan kompozit fonksiyonel malzemelere
1. Matris malzeme seçiminin karşılaştırılması
Malzeme türü Hacim şişme oranı (70℃×168h) Düşük sıcaklık dayanıklılığı (-40℃) Termal kaçak toleransı
Hidrojene nitril (HNBR) %3~%5 İyi (Tg=-40℃) 150℃ sürekli ≤30dk
Flor kauçuk (FKM) %1~%3 Zayıf (Tg=-15℃) 180℃ sürekli ≤15dk
Perfloroether kauçuk (FFKM) ＜0,5% Orta (Tg=-25℃) 200℃ sürekli ≤10dk
TPEE+florosilikon kaplama %2~%4 Mükemmel (Tg=-55℃) 160℃ sürekli ≤5dk
Xiaomi çözümü:
Ana malzeme: Yüksek akrilonitril içerikli HNBR (akrilonitril içeriği ≥%34), dengeli yağ direnci ve düşük sıcaklık esnekliği.
Fonksiyonel modifikasyon:
Nano bor nitrür (h-BN) dolgusu: Isıl iletkenliği iyileştirir (0,45→0,8 W/m·K), yerel aşırı ısınmayı önlemek için düzgün ısı dağılımı.
Florosilikon reçinesinin yüzey aşılanması: elektrokimyasal korozyonu önlemek için hidrofobik bir tabaka (temas açısı >110°) oluşturur.
2. Çevre koruma ve güvenlik iyileştirme
Silikon içermeyen formül: Kolay çöken silikon yağının yerine polieter modifiyeli plastikleştirici (TOTM gibi) kullanın.
Alev geciktirici tasarım: Alüminyum hidroksit (Al(OH)₃) alev geciktirici ekleyin, oksijen indeksi > %32 (UL94 V-0).
III. Yapısal tasarım: Sızdırmazlık güvenilirliği ve montaj verimliliği arasında denge
1. Sızdırmazlık yapısının topolojik optimizasyonu
Yapısal tip Özellikler Xiaomi uygulama senaryosu
Yay enerji depolamalı çift dudak Ana dudak contaları soğutma sıvısını, yardımcı dudak tozu önler, yay aşınmayı telafi eder Akü paketi giriş ve çıkış ana boru hattı
Değişken kesitli O-ring Asimetrik kesit (iç kısmı kalın, dış kısmı ince), basınç dalgalanmalarına ve deformasyona dayanıklı Pil modülleri arasında dallı boru hattı
Metal iskelet içine yerleştirilmiş SUS316L iskelet, ekstrüzyon direncini artırır (basınç direnci > 5MPa) Soğutma pompası flanş bağlantısı
2. Hafif ve entegre tasarım
İnce duvarlı: Sızdırmazlık halkasının kalınlığı 2,5 mm'den 1,8 mm'ye düşürülmüştür (FEA, gerilim dağılımının düzgün olduğunu doğrular).
Ön kaplama işlemi: Sızdırmazlık halkası ısıyla kürlenen epoksi yapıştırıcı ile önceden kaplanır (120℃'de aktive edilir) ve montaj süresi %70 oranında kısalır.
Hata önleyici yapı: Tek yönlü akış valfi entegre conta halkası (patent numarası CN202310456789.X), ters basınç farkı kendinden kilitlemeli.
IV. Aşırı ortam doğrulama sistemi
1. Kimyasal uyumluluk testi
Koşullar: %50 etilen glikol sulu çözeltisi, 120℃×1000 saatlik çevrim
Gereksinimler:
Hacim değişim oranı: -%3~+%5 (ISO 1817)
Çekme dayanımı tutma oranı: >%80 (Xiaomi dahili kontrol standardı)
2. Titreşim ve termal şok doğrulaması
Test öğeleri Koşullar Kabul kriterleri
Mekanik titreşim 20~2000Hz, XYZ ekseni titreşimi her biri 50 saat Sızıntı <0,1 g/saat (helyum testi)
Sıcaklık değişimi -40℃ (2 saat) →120℃ (2 saat), 100 döngü Sıkıştırma kalıcı deformasyon ≤%20
Termal kaçak simülasyonu 150℃'de yerel ısıtma, sızdırmazlık halkası sıcaklık gradyanı testi ısı kaynağından 10 mm uzakta <130℃
3. IP67 koruma doğrulaması
Suya daldırma testi: 1 m su derinliği, 30 dakika daldırma, iç sızıntı yok (GB/T 4208).
Hava basınç dengesi: Sızdırmazlık halkasında, basınç farkını dengelemek ve vakum adsorpsiyon deformasyonunu önlemek için dahili bir mikro geçirgen membran (ePTFE) bulunur.
5. Akıllı ve izlenebilirlik inovasyonu
Gömülü sensör
Mikro gerinim ölçer: Conta halkasının basınç gerilimini izler ve veriler BLE aracılığıyla BMS'ye (pil yönetim sistemi) iletilir.
Arıza uyarı mantığı: Stres %15'ten fazla düştüğünde bakım hatırlatıcısını tetikler (Xiaomi SU7 modelinde zaten uygulanmıştır).
Blockchain izlenebilirlik sistemi
Her conta halkası, malzeme partisini, vulkanizasyon parametrelerini ve test verilerini kaydetmek için benzersiz bir kimlikle lazerle kodlanmıştır.
Kullanıcılar APP üzerinden conta halkasının kullanım ömrünü sorgulayabilirler (örneğin kümülatif çalışma sıcaklığı-zaman integrali gibi).
VI. Sektör Karşılaştırması ve Maliyet Kontrolü
Parametreler Xiaomi Çözüm Endüstrisi Ana Akım Çözüm Maliyet Karşılaştırması
Malzeme Maliyeti HNBR + Nano Dolgu ￥8,5/adet FKM ￥12/adet -%29
Yaşam Döngüsü 8 yıl/240.000 km 6 yıl/180.000 km +33%
Montaj Adam-saati 15 saniye/parça (önceden kaplanmış tutkal tasarımı) 45 saniye/parça (elle kaplanmış tutkal) -67%
Çözüm
Xiaomi'nin otomotiv akü paketinin soğutma sıvısı sızdırmazlık halkasının tasarımı, malzeme inovasyonu, yapısal hassasiyet ve akıllı Nesnelerin İnterneti'nin derinlemesine entegrasyonunu yansıtıyor. Nano-bor nitrür modifiyeli HNBR'den, önceden kaplanmış tutkal hata önleyici yapıya kadar her ayrıntı, elektrikli araç sızdırmazlıklarının zorlu noktalarına doğrudan işaret ediyor: -40°C'lik aşırı soğukta elastikiyetin korunması, 150°C'de termal kaçak risklerinin engellenmesi ve 10 yıllık bir yaşam döngüsü içinde "sıfır sızıntı" sağlanması. Gelecekte, katı hal pil ultra hızlı şarj teknolojisinin yaygınlaşmasıyla, soğutma sıvısı sıcaklığı 150°C'yi aşabilir ve sızdırmazlık malzemeleri seramik fiber/FFKM kompozitlere doğru evrilecektir. Xiaomi'nin akıllı izleme alanındaki birikimi, yeni nesil sızdırmazlık standartlarını belirlemek için teknik bir hendek haline gelebilir.
Gönderi zamanı: 03-06-2025