Compreendendo o design de vedação das caixas de bateria de alumínio da New Energy em um artigo

A caixa de alumínio para baterias automotivas tornou-se a escolha principal para caixas de baterias de veículos elétricos devido às suas vantagens de processamento leve, conveniente e forte integração. Sua estrutura consiste principalmente em uma tampa superior, uma bandeja inferior e uma placa de proteção inferior. Atualmente, o design de placas integradas-resfriadas a água se tornou a tendência da indústria, e a bandeja inferior é composta principalmente por uma combinação de estrutura e uma placa-resfriada a água.

 

Do ponto de vista dos materiais, os principais materiais da caixa da bateria são principalmente aço e liga de alumínio. Em comparação com o aço, a liga de alumínio não só apresenta excelentes vantagens em termos de peso leve, mas também possui um processo de extrusão simples, baixo custo de ferramentas e alta integração de fundição, o que é mais adequado para as necessidades de redução de peso de veículos elétricos e melhoria da eficiência energética.

Do ponto de vista do processo de fabricação, antes de entrar na oficina de montagem de baterias, a caixa de alumínio para carros de nova energia precisa concluir a preparação da tampa superior e da bandeja inferior. Alguns modelos também integram uma placa de proteção inferior no conjunto da bandeja. O projeto estrutural desses três componentes determina diretamente a racionalidade e o efeito de vedação da interface de vedação.

 

A identificação e o design razoáveis ​​das interfaces de vedação são a principal garantia para o desempenho de vedação das caixas de bateria de alumínio da New Energy. Combinado com a estrutura do invólucro e o processo de montagem, inclui principalmente cinco interfaces de vedação principais.

Uma é a interface de vedação correspondente entre a tampa superior e a bandeja inferior. Como elo de vedação do núcleo, ele precisa se adaptar à temperatura normal de operação e às-necessidades de manutenção pós-venda da oficina de baterias, que é o ponto principal e difícil do projeto de vedação.

A segunda é a interface de vedação da junta de emenda da estrutura de perfil de alumínio, que depende da tecnologia de conexão linear autovedante para garantir o efeito de vedação, e a estabilidade de fabricação é a chave.

A terceira é a interface de vedação entre a moldura do perfil de alumínio e a placa-resfriada a água, que é dividida em dois designs: integrada e não integrada. A placa integrada-resfriada a água precisa formar uma interface de vedação circular com a estrutura, e os requisitos de vedação são consistentes com a caixa de alumínio da bateria de lítio como um todo, sem considerar a manutenção pós{3}}venda; Placas resfriadas-a água não integradas não participam da vedação do invólucro e são montadas apenas como componentes internos da embalagem.

A quarta é a interface de vedação entre a estrutura do perfil de alumínio/placa resfriada-a água e a placa de proteção inferior, que também é dividida em dois designs. No cenário de placa integrada-resfriada a água, a placa de proteção inferior só precisa proteger objetos estranhos sólidos, e o material de isolamento hidrofílico precisa ser projetado adicionalmente com impermeabilização; Em cenários não integrados, a placa de proteção inferior precisa formar uma vedação completa com a estrutura, e o requisito de vedação deve ser consistente com a tampa superior.

A quinta é a interface de vedação de fixadores e conectores mecânicos. O princípio fundamental é reduzir o número de componentes de vedação. Os conectores que não atendem aos requisitos de vedação precisam ser projetados com anéis de vedação-integrados por meio de desenvolvimento secundário.

 

Com base na estrutura, nas características do material e nos requisitos de interface de vedação da bateria prismática de alumínio, o esquema de vedação para os invólucros da bateria de alumínio deve levar em consideração o desempenho da vedação, a conveniência de fabricação, o controle de custos e as necessidades pós-venda. O esquema de projeto principal deve corresponder às características estruturais de cada componente do casco. A vedação entre a tampa superior e a bandeja inferior é a principal interface de vedação e é necessário um caminho de vedação fechado e contínuo.

 

São preferidos materiais de vedação do tipo CIPG, que têm baixo custo, construção conveniente e são fáceis de desmontar após a venda. Através da verificação experimental, o efeito de vedação é melhor quando a quantidade de compressão do material de vedação é controlada em 30% a 50% e o espaçamento dos parafusos é definido como 90 mm.

Na junção da estrutura do perfil de alumínio, é preferida a tecnologia de conexão linear autovedante CMT. Esta tecnologia tem baixa geração de calor e pode alcançar soldagem contínua em linha longa, o que pode garantir a precisão dimensional após a soldagem e manter o desempenho de vedação estável, dependendo da profundidade de fusão do material de base após o polimento.

A vedação entre a estrutura do perfil de alumínio e a placa-resfriada a água requer primeiro garantir a autovedação da placa-resfriada a água. O design integrado de brasagem e emenda superior e inferior da placa de alumínio é preferido para equilibrar a condutividade térmica e o desempenho de autovedação do invólucro da bateria de alumínio. Então, uma estrutura de bandeja inferior completa é formada através de emenda razoável.

 

A vedação da placa de proteção inferior precisa ser combinada com o esquema de projeto da placa-resfriada a água. No cenário de placa integrada-resfriada a água, nenhuma vedação adicional é necessária, apenas objetos estranhos sólidos podem ser protegidos; Em cenários não integrados, é necessário projetar de acordo com os padrões de vedação do invólucro para atender aos requisitos de proteção à prova d'água e de objetos estranhos.

 

O projeto de vedação do invólucro de alumínio recarregável precisa ser baseado na análise estrutural e na identificação da interface de vedação, integrando profundamente o projeto da estrutura do invólucro com o esquema de vedação, a fim de equilibrar segurança, confiabilidade e praticidade. Através da análise precisa das principais interfaces de vedação, combinada com características de materiais e processos de fabricação, e usando materiais de vedação e tecnologias de conexão adequados, riscos como entrada de água e vazamento de gás podem ser efetivamente evitados, garantindo uma operação estável-de longo prazo das baterias de energia.

 

Atualmente, com a crescente demanda por autonomia e segurança em veículos elétricos, o projeto de vedação das carcaças de baterias de carros EV precisa otimizar continuamente os detalhes, aplicar tecnologias de vedação e métodos de projeto maduros ao desenvolvimento subsequente do projeto e combinar com a tendência de desenvolvimento leve e integrado para melhorar ainda mais a confiabilidade e a operabilidade a longo prazo do sistema de vedação, salvaguardando a segurança das baterias de veículos elétricos.

 

 

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