El cuerpo de la batería de almacenamiento de energía desempeña un papel clave en el sistema de almacenamiento, con funciones principales como protección de carga, transmisión de calor uniforme, instalación eléctrica y sellado a prueba de agua.

Con el aumento de los requisitos de densidad de energía de las baterías, el aluminio, con su alta conductividad térmica y baja densidad, se convierte en una solución eficaz para mejorar la eficiencia del sistema de baterías.El diseño integrado de los canales de flujo y las paredes laterales del cuerpo puede ahorrar trabajo de soldadura en los puntos clave de soporte de carga, mejorando la resistencia estructural. Esto garantiza la seguridad y estabilidad de la estructura en condiciones de carga estática, levantamiento y vibración aleatoria, mejorando en cierta medida la hermeticidad del cuerpo.

Además, el diseño integrado ayuda a reducir el número de piezas y el peso del cuerpo. Fabricado mediante un proceso de extrusión, ofrece costos de molde bajos, fácil procesamiento y flexibilidad para satisfacer diferentes volúmenes de producción.

1-Tipos principales del cuerpo inferior de almacenamiento de energía en aluminio extruido y soldado

La anchura del cuerpo inferior enfriado por líquido para el almacenamiento de energía generalmente varía entre 790 y 810 mm, y la altura entre 40 y 240 mm. Se divide en tipo plano y tipo brida (ver ilustración a continuación). La longitud del cuerpo enfriado por líquido está relacionada con la capacidad del producto de almacenamiento de energía, y hay soluciones comunes como 48s, 52s, 104s y otras especificaciones.

Cuerpo inferior enfriado por líquido de tipo plano

Cuerpo inferior enfriado por líquido de tipo brida

2-Formas estructurales del cuerpo inferior de almacenamiento de energía en aluminio extruido y soldado

El cuerpo enfriado por líquido es la estructura básica de todo el paquete de baterías, compuesto por una estructura de marco rectangular soldada a partir de un panel de base avec canales, juntas, boquillas, marco, vigas, soportes y orejas de elevación. Todas las piezas son de aleación de aluminio.

Diagrama de montaje de las piezas del cuerpo enfriado por líquido

El cuerpo enfriado por líquido necesita tener una capacidad de carga y una resistencia estructural suficientes, lo que impone altos requisitos de calidad de soldadura, incluyendo el proceso de soldadura, el control de la clasificación de las soldaduras y las habilidades de los soldadores, para garantizar la seguridad y la fiabilidad en la aplicación práctica.

La tecnología de enfriamiento por líquido tiene altos requisitos de hermeticidad para el cuerpo enfriado por líquido, incluyendo la hermeticidad del cuerpo inferior y de los canales de enfriamiento por líquido. Además, los canales de enfriamiento por líquido deben soportar la presión del flujo del refrigerante, lo que aumenta aún más los requisitos de hermeticidad de los canales de enfriamiento por líquido.

3-Requisitos de calidad de soldadura

Se requiere generalmente que el panel inferior enfriado por líquido se suelde mediante soldadura por fricción, y los tapones del cuerpo enfriado por líquido de tipo plano también se sueldan de esta manera. Normalmente, la hendidura de la soldadura por fricción debe ser ≤ 0.5, y no se permiten metales sueltos o que puedan desprenderse debido a vibraciones.

Los canales de enfriamiento por líquido, los marcos, las boquillas, las orejas de elevación, las vigas transversales y otros accesorios suelen soldarse mediante TIG o CMT. Teniendo en cuenta las diferentes exigencias de rendimiento de las piezas, los canales de enfriamiento, los marcos, las boquillas y las orejas de elevación se sueldan completamente, mientras que las vigas transversales y los accesorios se sueldan por secciones. La planitud en la zona de las vigas del módulo de batería delantero y trasero debe ser inferior a 1,5 mm para un solo módulo y inferior a 2 mm para el total; la planitud del marco debe cumplir con ± 0,5 mm por cada aumento de longitud de 500 mm.

En la superficie de la soldadura no se permiten defectos como grietas, falta de penetración, falta de fusión, porosidad superficial, escoria expuesta o soldaduras incompletas. En general, se exige que la altura de la soldadura de la boquilla sea ≤ 6 mm; las soldaduras en otras posiciones no deben sobresalir de la superficie inferior del cuerpo, y las soldaduras en el interior de las vigas de los módulos delanteros y traseros no deben sobresalir de la superficie interna.

La profundidad de la soldadura debe cumplir con los requisitos de los estándares pertinentes. La resistencia a la tracción de las uniones de soldadura por arco no debe ser inferior al 60 % del valor mínimo de resistencia a la tracción del material base; para las uniones de soldadura láser y por fricción, la resistencia a la tracción no debe ser inferior al 70 % del valor mínimo de resistencia a la tracción del material base.

Además, la soldadura del cuerpo inferior también debe cumplir con los estándares de hermeticidad IP67, por lo que, para el tratamiento posterior a la soldadura, se exige generalmente que las escorias y las soldaduras en el área de las vigas del módulo delantero y trasero se pulan; las soldaduras en el exterior de la bandeja no deben pulirse, y las soldaduras en las superficies de sellado deben estar pulidas uniformemente, sin diferencias de altura significativas con el marco.

Tabla: Selección de procesos de soldadura para cajas inferiores de refrigeración líquida para almacenamiento de energía y aplicaciones típicas

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