Il pacco batteria è un componente chiave dei nuovi veicoli energetici, degli armadietti e dei contenitori per l'accumulo di energia. È una fonte di energia attraverso l'involucro del guscio, che fornisce energia ai veicoli elettrici e fornisce capacità di consumo per gli armadietti e i contenitori per l'accumulo di energia. In combinazione con le effettive esigenze ingegneristiche, questo articolo riassume i punti chiave della progettazione del profilo per i pacchi batteria analizzando i requisiti di resistenza meccanica, sicurezza, gestione termica e leggerezza dei pacchi batteria.

1-Requisiti di progettazione dell'alloggiamento del pacco batteria

l Resistenza meccanica, resistenza alle vibrazioni e resistenza agli urti. Dopo il test, non dovrebbero esserci danni meccanici, deformazioni o allentamenti del fissaggio e il meccanismo di bloccaggio non dovrebbe essere danneggiato.

l Sigillatura: la sigillatura del pacco batteria influisce direttamente sulla sicurezza di funzionamento del sistema di batterie. Di solito è necessario raggiungere il livello di protezione IP67 per garantire che il pacco batteria sia sigillato e impermeabile.

l La progettazione dell'involucro del pacco batteria deve tenere in considerazione le prestazioni di gestione termica e garantire che la batteria funzioni entro un intervallo appropriato mediante un'adeguata progettazione della gestione termica.

l Per l'installazione e il fissaggio, la struttura deve avere spazio per la targhetta e i segnali di sicurezza e deve riservare spazio sufficiente e fondamenta fisse per l'installazione di linee di acquisizione, vari elementi sensori, ecc.

l Tutti i connettori, i terminali e i contatti elettrici con isolamento di base non polare devono soddisfare i requisiti del livello di protezione corrispondente quando combinati.

l Alleggerimento: l'alleggerimento del guscio è di grande importanza per migliorare la densità energetica del pacco batteria. La lega di alluminio è leggera e di alta qualità, il che la rende la scelta più fattibile al momento. Il livello di alleggerimento può essere migliorato tramite un design estremo appropriato in combinazione con applicazioni reali.

l Durata: la durata di vita del guscio del pacco batteria non deve essere inferiore alla durata di vita del prodotto complessivo. Non deve verificarsi alcuna deformazione plastica evidente durante il ciclo di utilizzo. Il livello di protezione e le prestazioni di isolamento non devono essere ridotti. La struttura deve essere facile da manutenere, inclusa la disposizione delle targhette e dei segnali di sicurezza e la protezione dei connettori.

Figura 1 Tipico guscio del pacco batteria saldato in lega di alluminio

2-Tipica soluzione con guscio per pacco batteria in lega di alluminio

I materiali in lega di alluminio comunemente usati per i gusci dei pacchi batteria includono 6061-T6, 6005A-T6 e 6063-T6, ecc. Questi materiali hanno diversi limiti di snervamento e resistenze alla trazione per soddisfare diversi requisiti strutturali. La resistenza di questi materiali è: 6061-T6＞6005A-T6＞6063-T6.

Attualmente, le soluzioni di formatura del guscio del pacco batteria includono la saldatura di profili in alluminio, la fusione di lega di alluminio, la fusione di alluminio più profili in alluminio, la saldatura di piastre in alluminio stampato, ecc. La soluzione di saldatura di profili in alluminio è diventata la scelta principale grazie alla sua flessibilità e praticità di lavorazione. Come mostrato nella Figura 1, il guscio è composto principalmente da un telaio di profili in lega di alluminio e da una piastra inferiore di profili in lega di alluminio, che vengono saldati utilizzando profili estrusi in lega di alluminio serie 6. La soluzione di fusione di lega di alluminio è considerata la futura direzione di sviluppo grazie al suo processo semplificato e al potenziale di riduzione dei costi.

3- Progettazione della sezione del profilo

l Dimensioni e complessità della sezione: la dimensione della sezione del profilo è misurata dal cerchio circoscritto. Più grande è il cerchio circoscritto, maggiore è la pressione di estrusione richiesta. La sezione del profilo è solitamente composta da più cavità per migliorare la rigidità e la resistenza strutturale. Solitamente, il telaio, la partizione centrale, la piastra inferiore, la trave, ecc. adottano diversi design di sezione per adattarsi a diversi requisiti strutturali e funzionali.

Figura 2 Sezione tipica del profilo in lega di alluminio

l Spessore della parete del profilo in alluminio: lo spessore minimo della parete di uno specifico profilo in alluminio è correlato al raggio del cerchio circoscritto del profilo, alla forma e alla composizione della lega. Ad esempio, quando lo spessore della parete della lega di alluminio 6063 è di 1 mm, lo spessore della parete della lega di alluminio 6061 dovrebbe essere di circa 1,5 mm. La difficoltà di estrusione della stessa sezione è: 6061-T6＞6005A-T6＞6063-T6. Nella progettazione dei profili del pacco batteria, il profilo del telaio è solitamente realizzato in materiale in lega di alluminio 6061-T6 e la sua sezione tipica è composta da più cavità e lo spessore della parete più sottile è di circa 2 mm; anche il profilo della piastra inferiore è composto da più cavità e il materiale è generalmente 6061-T6, 6065A-T6 e anche lo spessore della parete più sottile è di circa 2 mm; Inoltre, nella progettazione del vassoio portante della piastra inferiore e dell'integrazione del raffreddamento a liquido della piastra inferiore, la piastra inferiore adotta generalmente una struttura bifacciale, lo spessore della piastra inferiore è generalmente di 10 mm e lo spessore della parete e della parete interna della cavità sono di circa 2 mm.

l Tolleranza delle dimensioni trasversali del profilo: la tolleranza delle dimensioni trasversali deve essere determinata in base alla tolleranza di lavorazione del profilo in alluminio, alle condizioni di utilizzo, alla difficoltà di estrusione del profilo e alla forma del profilo. Per alcuni profili in alluminio difficili da estrudere, la forma può essere modificata o la tolleranza di lavorazione e la tolleranza dimensionale possono essere aumentate per ridurre la difficoltà di estrusione ed estrudere prodotti di profili in alluminio che sono vicini ai requisiti, e quindi possono essere rimodellati o lavorati per soddisfare i requisiti di utilizzo.

Inoltre, quando si progetta la sezione del profilo, è necessario considerare i requisiti specifici dei diversi processi di saldatura per giunti, scanalature, spessore delle pareti, ecc.

Condivideremo regolarmente aggiornamenti e informazioni su tecniche di progettazione termica e alleggerimento, per la vostra consultazione. Grazie per l'interesse verso Walmate.