Análisis de conocimientos sobre la industria de carcasas de baterías de aluminio para vehículos de nueva energía.

La capacidad de conducción continua de los vehículos eléctricos depende en gran medida del rendimiento de la batería como dispositivo de almacenamiento de energía, en el que la calidad y seguridad de la batería son particularmente críticas. La caja de la batería es responsable de la función principal de fijar y proteger el módulo o celda de la batería, y el rendimiento del sellado es un indicador importante para medir la calidad del diseño de la caja. Si la carcasa no está herméticamente sellada, puede provocar la entrada de agua, fugas de gas internas y otras fallas, lo que afecta directamente la seguridad de operación del vehículo. En respuesta a este problema, este artículo se centra en el diseño de sellado de la carcasa de aluminio de la batería de vehículos eléctricos, analiza sistemáticamente sus características estructurales y su interfaz de sellado y propone las soluciones técnicas correspondientes. Entre los diversos tipos de estructuras de carcasa de aluminio, la carcasa de aluminio para baterías de iones de litio- se usa ampliamente debido a su ligereza y adaptabilidad del proceso, pero la complejidad de su diseño de sellado aún requiere atención.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Actualmente, la solución de material principal para las carcasas de paquetes de baterías eléctricas en la industria es la "carcasa de aleación de aluminio extruido + cubierta superior compuesta de PP/fibra de vidrio". Esta solución tiene en cuenta los requisitos de rendimiento, control de costos y ligereza, y tiene amplias perspectivas de mercado. Entre ellos, la carcasa de aleación de aluminio está hecha principalmente de perfiles extruidos de la serie 6 y se suelda mediante soldadura por fricción y agitación, soldadura MIG y otros procesos. No solo tiene un bajo costo de aplicación integral y puede cumplir con los requisitos de resistencia y sellado del paquete de baterías, sino que también puede implementar el diseño integrado de canales de circulación de baterías enfriadas por agua-para optimizar aún más el rendimiento de disipación de calor de la batería; la cubierta superior está hecha de PP/fibra de vidrio + producción del proceso de moldeo LFT-D no solo puede mejorar la eficiencia de la producción, sino que también cumple con los requisitos de rendimiento de sellado y combustión de la llama, y ​​el costo del molde es relativamente bajo, lo que complementa las ventajas de las carcasas de aleación de aluminio. Se ha utilizado ampliamente en muchos vehículos de nueva energía, como las series BYD Song y Tang, Weilai ES8 y BAIC EV.

 

La carcasa de aluminio de la batería de iones de litio-normalmente utiliza acero o aleación de aluminio como material de soporte de carga principal. Las placas de acero tienen las características de un procesamiento conveniente, costos controlables y una rigidez excelente, mientras que las aleaciones de aluminio se destacan en cuanto a aligeramiento y tienen las ventajas de un proceso de extrusión simple, una baja inversión en herramientas y una alta integración de los procesos de fundición. Entre las principales soluciones actuales de la industria, la carcasa cuadrada de aluminio para baterías de litio adopta principalmente una estructura de caja, que consta de una cubierta superior, una bandeja inferior y una placa protectora inferior, y generalmente integra placas de refrigeración por agua-para lograr funciones de gestión térmica. La estructura de la bandeja suele estar compuesta por un marco y una placa de refrigeración por agua. Este diseño modular no sólo mejora la utilización del espacio sino que también proporciona un camino técnico claro para la posterior identificación y optimización de las interfaces de sellado.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el diseño estructural de la caja de la batería, la cooperación entre la cubierta superior y la bandeja inferior es crucial. Para reducir la complejidad de la estructura de sellado, la cubierta superior suele adoptar un diseño integrado. Ya sea que esté hecho de placa de acero o aluminio, es necesario asegurarse de que tenga un rendimiento estable de "auto-sellado". Como la bandeja inferior es la principal estructura de carga-, las soluciones principales actuales utilizan principalmente perfiles extruidos de aleación de aluminio con el proceso de soldadura por fricción y agitación. Esta estructura de marco no solo reduce significativamente la inversión fija sino que también optimiza la gestión térmica a través del diseño integrado de placa de refrigeración por agua-. En este enlace, el uso de una carcasa de aluminio de batería de iones de litio-de alta-precisión-puede garantizar de manera efectiva la precisión dimensional y la resistencia de la conexión del empalme del marco, y proporcionar un espacio de protección física resistente y liviano para el módulo de batería.

La interfaz de sellado es una dificultad técnica en la fabricación de cajas de baterías de aluminio. Las superficies coincidentes de la cubierta superior y la bandeja inferior deben cumplir requisitos de sellado "uniformes" y "continuos". Para el pegado se suelen utilizar materiales como CIPG (espuma-in-sellado en el lugar), y la relación de compresión y el espaciado de los pernos se controlan estrictamente. Para el empalme de marcos de perfiles de aluminio y la conexión entre el marco y la placa de refrigeración por agua-, se requiere tecnología de conexión lineal autosellante, como la soldadura de transición de metal en frío CMT o la soldadura por fricción y agitación. Estos procesos pueden garantizar que la carcasa cuadrada de aluminio de las baterías de litio mantenga una excelente estabilidad de sellado cuando resiste vibraciones e impactos durante la conducción del vehículo, evitando fugas de refrigerante o la intrusión de materias extrañas externas debido a defectos del proceso, garantizando así el funcionamiento seguro a largo plazo-del sistema de batería.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A medida que los requisitos de autonomía de crucero de los vehículos de nueva energía siguen aumentando, la densidad de energía del sistema de batería se ha convertido en un indicador técnico clave. El camino para mejorar la densidad energética incluye principalmente mejorar la energía específica de las celdas individuales y lograr estructuras de paquetes de baterías livianas. En comparación con el alto umbral técnico del primero y el largo ciclo de investigación y desarrollo, el aligeramiento estructural es más fácil de lograr rápidamente a nivel de ingeniería. La aleación de aluminio se ha convertido en un material ideal para el diseño liviano de la carcasa de aluminio de la batería de iones de litio- debido a sus amplias ventajas, como baja densidad, alta resistencia específica, buena estabilidad térmica, excelente resistencia a la corrosión y conductividad térmica, no-magnético, fácil moldeo y alto valor de reciclaje. La ruta tecnológica actual utiliza una carcasa de perfil extruido de aluminio con una cubierta superior no-metálica. La carcasa se empalma mediante soldadura por fricción y soldadura MIG. El costo integral de la aplicación es bajo y el rendimiento cumple con los requisitos. Al mismo tiempo, se puede realizar el diseño integrado del canal de agua de circulación de refrigeración por agua. El proceso de carcasa de batería de aluminio embutido profundo muestra ventajas únicas en el moldeado de superficies curvas complejas, mientras que la tecnología de estampado de aluminio proporciona una garantía de fabricación eficiente y estable para la producción en masa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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