Требования к тестированию аккумуляторов для электромобилей и отраслевые проблемы.
Перед началом серийного производства аккумуляторные батареи для электромобилей проходят строгую проверку на соответствие требованиям терморегулирования. Испытательное оборудование подвергает батареи испытаниям на термошок, температурные циклы и долговременную стабильность в диапазоне от -40℃ до +150℃ — а в экстремальных случаях даже от -60℃ до +200℃. Эти испытания напрямую влияют на безопасность, срок службы и производительность батарей в реальных условиях эксплуатации.
Используемые в испытаниях циркуляционные среды — термомасло, раствор этиленгликоля или деионизированная вода — претерпевают резкие изменения вязкости в зависимости от температуры. На холодном конце вязкость может достигать нескольких тысяч сП. На горячем конце она падает почти до уровня воды. Такие колебания вязкости создают серьезные проблемы для адаптивности насоса.
В таких экстремальных условиях обычные промышленные насосы сталкиваются с множеством проблем. Механические уплотнения выходят из строя из-за многократного термического расширения и сжатия, создавая риск утечек. Производительность насоса колеблется в зависимости от температуры, что снижает точность испытаний. Шестеренчатые и центробежные насосы создают чрезмерный шум при высокой вязкости, нарушая условия проведения испытаний. Некоторые насосы просто не выдерживают резких перепадов температуры, что приводит к длительным простоям оборудования.
Основные проблемы
Работа в экстремальном диапазоне температур
Работа с высоковязкими жидкостями
Требование нулевой утечки
Стабильность непрерывной работы
Работа с низким уровнем шума
Критические требования к насосам для термотестирования аккумуляторных батарей электромобилей.
Экстремальные температурные режимы: от -60℃ до +250℃
Для испытательных камер батарей необходимы насосы, обеспечивающие стабильную работу в криогенных и высокотемпературных циклах без ухудшения герметичности или потери потока. Это означает, что материалы корпуса насоса, уплотнительные конструкции и подшипниковые системы должны быть согласованы с условиями работы в широком диапазоне температур.
Ауланк Шестеренчатый насос МДК-К Серия охватывает диапазон температур от -60℃ до +250℃. Корпуса насосов изготовлены из специальной нержавеющей стали или сплавов. Уплотнительные конструкции оптимизированы для компенсации теплового расширения и сжатия. На холодном конце керамические изоляционные втулки и компоненты из PEEK предотвращают хрупкость. На горячем конце компоненты из сплава Hastelloy и высокотемпературные механические уплотнения обеспечивают надежную работу в течение длительного времени.
Работа с высоковязкими материалами: 1–20 000 сП.
Вязкость теплоносителей изменяется на несколько порядков в зависимости от температуры. Центробежные насосы резко теряют эффективность при высокой вязкости — некоторые даже не запускаются. Шестеренчатые насосы объемного действия Образуют герметичные камеры за счет зацепления шестерен, выталкивая фиксированный объем за один оборот независимо от вязкости.
Шестеренчатый насос MDC-K рассчитан на давление от 1 до 20 000 сП. Даже при давлении рабочей среды до 8000 сП в холодных условиях насос поддерживает стабильный поток — независимо от того, является ли среда высоковязкой в холодном состоянии или низковязкой в горячем. Такая стабильность обеспечивает контролируемый и точный поток циркуляции при проведении испытаний.
Отсутствие протечек и конструкция с двойным уплотнением
В качестве среды для испытаний часто используются этиленгликоль, термомасло или другие химические вещества. В некоторых случаях используются легковоспламеняющиеся или токсичные среды. Любая утечка создает угрозу безопасности и экологические риски. Насосы с одним уплотнением выходят из строя при высоких или низких температурах и не соответствуют требованиям по нулевой герметичности.
Шестеренчатый насос MDC-K использует двухкамерную конструкцию уплотнения: первичное механическое уплотнение служит первым барьером, а вторичное уплотнение — резервным. Даже если в первичном уплотнении возникает незначительная утечка при экстремальных температурах, вторичное уплотнение удерживает рабочую среду внутри. Для повышения уровня безопасности компания Aulank также предлагает версии с магнитным приводом, передающие крутящий момент через магнитную муфту, что полностью исключает проникновение в вал и обеспечивает истинную нулевую утечку.
Низкий уровень шума: ≤70 дБ
Испытательные установки обычно располагаются в лабораторных или производственных помещениях с четко определенными ограничениями по уровню шума. Традиционные шестеренчатые насосы генерируют значительный ударный шум во время зацепления шестерен, что влияет на испытательную среду и работу операторов.
Шестеренчатый насос MDC-K использует технологию косозубых передач. Зацепление шестерен происходит от точечного контакта к линейному, что делает процесс включения более плавным и значительно снижает пульсацию и шум. В сочетании с оптимизированными подшипниковыми системами и конструкцией, гасящей вибрации, общий уровень шума насоса остается на уровне 70 дБ или ниже. Некоторые модели показывают уровень шума всего 68 дБ — что подходит для мест проведения испытаний, чувствительных к уровню шума.
Решения Aulank MDC-K для тестирования электромобилей с помощью шестеренчатого насоса
Технические характеристики
Диапазон расхода: 4–630 мл/об
Диапазон вязкости: 1–20 000 сП
Диапазон температур: от -60℃ до +250℃
Давление: до 35 бар
Уровень шума: ≤70 дБ
Ключевые технологии
Технология косозубых передач
Косозубые шестерни уменьшают пульсацию и шум за счет непрерывного углового зацепления. По сравнению с мгновенным ударным зацеплением прямозубых шестерен, косозубые шестерни зацепляются более плавно и постепенно. Кривые расхода остаются ближе к постоянным, что снижает колебания давления в системе. Это особенно важно при испытаниях на температурные циклы, где необходим стабильный поток.
Конструкция с двойным уплотнением
В основном механическом уплотнении используются импортные прецизионные компоненты, а уплотнительные поверхности специально обработаны для работы в условиях перепадов температуры. Вторичная камера уплотнения включает в себя предохранительный клапан, который автоматически сбрасывает давление при слишком высоком противодавлении в системе, защищая конструкцию уплотнения от повреждений. Двухслойная защита обеспечивает удержание рабочей среды даже при термических ударах, быстром нагреве и охлаждении, а также в других суровых условиях.
Широкотемпературный подбор материалов
Корпуса насосов отливаются из специальной нержавеющей или легированной стали. Шестерни изготовлены из специальной стали 42CrMo с поверхностной закалкой — твердость и износостойкость соответствуют промышленным стандартам. Важные компоненты, такие как изоляционные втулки, изготовлены из керамики, рабочие колеса — из конструкционного пластика PEEK, а для деталей, контактирующих с агрессивными средами, используется Hastelloy. Такое сочетание материалов предотвращает хрупкость насоса при -60℃ или термическую деформацию при +250℃, обеспечивая структурную стабильность в течение длительного срока службы.
Возможность транспортировки смешанных газожидкостных смесей
В процессе испытаний в системе может возникать отрицательное давление из-за быстрого охлаждения, или может происходить попадание газа из-за испарения рабочей среды. В обычных насосах легко возникает кавитация в условиях смешивания газа и жидкости, что приводит к резкому падению расхода или его полной остановке. Шестеренчатый насос MDC-K оптимизирует зазоры в шестернях и конструкцию насосной камеры для обеспечения стабильной транспортировки в условиях наличия газа, снижая риск кавитации. Он обладает сильным самовсасыванием под отрицательным давлением и высокой надежностью запуска.
Стандарт проектирования конструкций API
Корпус насоса имеет модульную конструкцию с размерами интерфейсов, соответствующими стандартам API, что упрощает интеграцию в системы испытательного оборудования. Фланцы, трубные соединения и крепление двигателя могут быть отрегулированы в зависимости от компоновки оборудования заказчика, что сокращает время монтажа на месте. Во время технического обслуживания уплотнения или шестерни могут быть быстро разобраны и заменены, что минимизирует время простоя.
Пример применения: Оборудование для испытаний новых источников энергии в автомобильной промышленности
Для испытательной линии аккумуляторных батарей ведущего производителя электромобилей требовалось оборудование, способное выдерживать термические удары и температурные циклы от -40℃ до +150℃. В качестве циркулирующей среды использовался раствор этиленгликоля с широким диапазоном вязкости. Заказчик выдвинул три основных требования: нулевая утечка, низкий уровень шума и стабильность непрерывной работы.
Решение
Компания Aulank поставила несколько шестеренчатых насосов MDC-K, адаптированных для расширенного диапазона температур в зависимости от реальных условий эксплуатации. Корпус насоса изготовлен из коррозионностойкой нержавеющей стали. Двухкамерная конструкция исключает риск утечек. Конструкция с косозубыми шестернями обеспечивает уровень шума при непрерывной работе ниже 68 дБ, что соответствует требованиям лабораторных условий.
После установки и ввода в эксплуатацию насосы непрерывно и стабильно работали более 12 месяцев, выдержав тысячи температурных циклов без утечек или простоев. Номер отчета о техническом обслуживании: ноль. Отзывы клиентов показали, что стабильность потока и надежность значительно превосходят показатели ранее использовавшихся ими импортных насосов известных брендов.
Почему стоит выбрать Aulank для насосных решений для тестирования электромобилей?
17 лет опыта в области проектирования промышленных насосов
Компания Aulank, основанная в 2008 году, специализируется на исследованиях, разработках и производстве промышленных насосов, обладая обширным опытом работы в экстремальных условиях.
Доказанная способность выдерживать экстремальные температуры
Ассортимент продукции охватывает диапазон рабочих температур от -196℃ до +400℃. Технологический путь разработки продукции проверен в долгосрочной перспективе и гарантирует надежность.
Возможности индивидуальной настройки ODM
В зависимости от конкретных протоколов испытаний, характеристик среды и требований к монтажному пространству мы предлагаем индивидуальную настройку напряжения/частоты, взрывозащищенности, конфигурации материалов и параметров производительности.
Техническая поддержка на месте
Полный спектр технической поддержки, включая установку и ввод в эксплуатацию, обучение работе с оборудованием и устранение неполадок. Быстрое реагирование.
