La seguretat de la bateria de potència és un problema clau en el camp de nous vehicles energètics i sistemes d'emmagatzematge d'energia, i la importància del disseny de protecció de shell com a barrera bàsica per assegurar que el funcionament segur dels sistemes de bateries sigui autoserior -. El disseny de protecció de closca està dissenyat per resistir eficaçment els danys físics, la corrosió química i els possibles riscos de xoc elèctric des de factors ambientals externs fins a la bateria de potència, alhora que es garanteix la funció normal i el llarg - funcionament estable dels components interns del sistema de bateries. Aquest article explicarà sistemàticament el contingut fonamental del disseny de protecció del recinte dels aspectes de la selecció de materials, el disseny estructural, el nivell de protecció i els requisits de normalització.
1. Selecció de material
La tasca principal del disseny de protecció de closques de bateria de potència és la selecció de materials. Els materials d’habitatge han de tenir una excel·lent resistència mecànica, resistència a la corrosió i propietats d’aïllament elèctric per fer front a entorns de funcionament complexos i canviables. Actualment, la closca de la bateria de potència està fabricada principalment en materials d’alumini d’alumini o d’acer d’alta densitat d’alta {2 {2 {2, que es formen mitjançant processos de colada de precisió o estampació, i la superfície s’anoditza o es ruixa per millorar la resistència al desgast i la resistència a la corrosió. La closca d’alumini d’alumini té els avantatges del pes lleuger, una bona dissipació de calor i una forta resistència a l’impacte, i és adequada per a cotxes de passatgers i sistemes d’emmagatzematge d’energia lleugera. Les closques d'acer s'utilitzen habitualment en vehicles comercials i grans estacions d'emmagatzematge d'energia a escala - a causa de la seva major resistència i rigidesa. L’elecció dels materials també ha de tenir en compte el cost - efectivitat i reciclabilitat per alinear -se amb el concepte de fabricació verda. Per exemple, Tesla va utilitzar closques d’aliatge d’alumini en els primers dies i el seu gruix de paret es controlava a 1. 2 mm, tenint en compte les necessitats de la força i la força; BYD, d’altra banda, prefereix les closques d’acer, que estenen efectivament la durada de la bateria a través de la tecnologia de recobriment de corrosió multi - anti -.
La clau del disseny de la protecció del recinte rau en el disseny estructural. La closca de la bateria de potència sol adoptar una estructura de cavitat dividida -, aïllant eficaçment els components del nucli com l'elèctrode positiu, l'elèctrode negatiu i el separador de l'entorn extern. El disseny de la cambra dividida no només redueix el risc de fuites d’electròlits, sinó que també millora el rendiment de segellat del sistema de bateries. Una safata líquida s’estableix a la part inferior de la carcassa per recollir electròlits causats per la fugida tèrmica o el xoc extern per evitar que s’estengui a altres zones. A més, els canals de dissipació de calor es reserven al voltant de la closca, combinats amb materials conductors tèrmics i sistemes de gestió tèrmica, per garantir que la bateria es mantingui estable dins del rang de temperatura de funcionament. Per exemple, CATL adopta una estructura "sandvitx" en el seu disseny de bateries Kirin, que aconsegueix un excel·lent rendiment de gestió tèrmica i resistència a l'impacte mitjançant la combinació de la pel·lícula d'aïllament tèrmica multi -. Les dades mostren que la velocitat de fuita d’electròlits del sistema de bateries amb split - shell de cavitat és inferior a 0. 5%, molt inferior a la mitjana de la indústria.
2. Disseny de nivell de protecció
El nivell de protecció és un indicador important del disseny de protecció del recinte, que normalment s’avalua segons l’estàndard IEC 60529. L’estàndard classifica les valoracions de protecció del recinte d’iPXX a IP69K, on IPXX indica protecció contra l’entrada d’objectes i líquids estrangers. La carcassa de bateria d’energia és generalment IP67 o IP68, cosa que significa que es pot submergir en 1 m d’aigua profunda durant 30 minuts sense ser afectada. Per exemple, LG Chem utilitza una qualificació de protecció IP68 a les bateries de la seva sèrie E7 amb un disseny especial de segellant per assegurar un funcionament estable en entorns humits. La millora del nivell de protecció no només depèn de les propietats del material, sinó també de l’optimització de l’estructura de segellat. Per exemple, Tesla va millorar significativament el rendiment de segellat de la closca afegint anells O - a les costures i combinant -la amb la tecnologia de soldadura ultrasònica.
3. Requisits normatius
Els requisits d’estandardització tenen una importància de guia per al disseny de la protecció de les closques. L’estàndard nacional xinès GB/T38031 - 2020 "Requisits de seguretat per a les bateries de potència per a vehicles elèctrics" posa en marxa requisits clars per al nivell de protecció, la resistència mecànica i l'estabilitat tèrmica de la closca. La norma especifica que la closca de la bateria ha de romandre intacta en el rang de temperatura de -40 graus a 85 graus i no té esquerdes ni deformació en la prova d’impacte d’una bola d’acer esfèrica de 10 mm. A més, la Unió Europea Un 38. 3 La norma també posa requisits estrictes per a la protecció del recinte, incloses les proves de vibració, xoc i temperatura i humitat. Aquests requisits d’estandardització han impulsat els avenços continus en la tecnologia de protecció del recinte, com ara la millora significativa de BYD en la resistència a l’impacte afegint materials reforçats amb fibra als tancaments d’acer.
4. Tendència de desenvolupament del disseny de protecció de la bateria
La futura tendència de desenvolupament del disseny de protecció de les closques rau en la intel·ligència i la lleugera. A mesura que augmenta la densitat d’energia del sistema de bateries, s’ha d’optimitzar més el material de shell. Els compostos de fibra de carboni s’han convertit gradualment en el material preferit per a les closques de bateria d’alimentació alta alta - a causa de la seva alta resistència específica, un baix coeficient d’expansió tèrmica i una excel·lent resistència a la corrosió. Per exemple, el cotxe elèctric NIO EP9 presenta una closca de fibra de carboni que pesa un 30% menys que les closques d’alumini d’alumini i té un 50% més de resistència a l’impacte. A més, el disseny de protecció intel·ligent també està evolucionant, mitjançant la integració de sensors de temperatura, sensors de pressió i dispositius de detecció acústica per controlar l’estat del recinte en temps real i advertir de possibles riscos amb antelació. Per exemple, CATL ha introduït un sistema intel·ligent de control de closca a la seva nova bateria, que analitza les dades del sensor mitjançant algoritmes per identificar amb precisió les petites deformacions de la closca i evitar efectivament els accidents de fugida tèrmica.
En resum, el disseny protector de les closques de bateries de potència és un tema complet que inclou ciències de materials, enginyeria estructural, estandardització i tecnologia intel·ligent. Mitjançant la selecció de materials científics, el disseny estructural optimitzat, els nivells estrictes de protecció i la normalització contínua, el disseny de protecció de shell proporciona una seguretat fiable per al sistema de bateries d’energia. En el futur, amb l’aplicació de nous materials i tecnologies, el disseny de protecció de shell es desenvoluparà en la direcció d’un major rendiment, un pes més baix i una intel·ligència més forta, posant un fonament sòlid per a la innovació contínua de la indústria de la bateria elèctrica.
Asey intel·ligentS'especialitza en proporcionar una - STOP SOLUCIONS per a SEMI - Automatic/completament - Línies de muntatge automàtiques de bateries de liti utilitzades en ESS, UAV, E - bicicleta, e {{4} scooter, eines elèctriques, dues/tres rodes, etc. Com ara la màquina de classificació de cel·les, la màquina d’ordenació de bateries, la màquina d’adherència del paper d’aïllament, el tester CCD, la màquina de soldadura manual/automàtica, el tester BMS, el tester integral de la bateria i el sistema de proves de paquets de bateries, etc.
