Aliuminio lydinio baterijų korpusų pasirinkimo vadovas: išsami specifikacijų, apsaugos lygių ir taikymo scenarijų analizė

Kuriant naujas energetikos, elektrines transporto priemones, energijos kaupimo sistemas ir pramoninę elektroninę įrangą, aliuminio lydinio korpusai tapo svarbia akumuliatorių sistemų ir elektroninių prietaisų dalimi. Nesvarbu, ar naudojami elektromobilių ličio baterijų blokų aliuminio dėkluose, ar energijos kaupimo sistemose naudojamiems „Powerwall“ ličio baterijų paketams, tinkamas korpuso specifikacijų, apsaugos lygių ir medžiagų savybių pasirinkimas turi tiesioginės įtakos įrangos patikimumui, saugai ir eksploatavimo trukmei.

 

 

 

Daugelis perkančių darbuotojų, rinkdamiesi korpusus, daugiausia dėmesio skiria dydžiui ir apsaugos lygiams, tačiau iš inžinerinio pritaikymo perspektyvos svarbiau išsiaiškinti tikrąją įrangos veikimo aplinką.

 

Pirmiausia reikia įvertinti mechaninę apkrovą, kurią atlaikys įranga. Jei įranga ilgą laiką montuojama vibruojančioje aplinkoje, pavyzdžiui, pramoninėse automatizuotose gamybos linijose, elektrinėse transporto priemonėse ar mobilioje įrangoje, korpuso stiprumo reikalavimai yra žymiai didesni nei įprastai patalpų įrangai. Naudojant automobilius, pvz., automobilių akumuliatorių aliuminio korpusus, paprastai reikalingas didesnis konstrukcijos tvirtumas ir atsparumas nuovargiui.

 

Antra, būtina patikslinti elektros saugos reikalavimus. Aukštos-įtampos įrangai ar tikslioms elektroninėms sistemoms korpusas ne tik užtikrina mechaninę apsaugą, bet ir turi pritaikyti įžeminimo, anti-statinio ir elektromagnetinio ekranavimo funkcijas. Pavyzdžiui, kai kuriuose LFP akumuliatorių aliuminio korpusuose geras laidumo tęstinumas ir struktūrinis įžeminimo dizainas gali veiksmingai sumažinti elektromagnetinių trukdžių riziką.

 

Galiausiai reikėtų atsižvelgti į aplinkos senėjimo veiksnius. Drėgna ir karšta aplinka, druskos purškimo aplinka, dulkėta aplinka ir lauko ultravioletinė spinduliuotė turi įtakos gaubto eksploatavimo trukmei. Energijos kaupimo ar stebėjimo įrangai, naudojamai lauke ilgą laiką, paprasčiausiai padidinus IP reitingą, korozijos ir kondensacijos problemų nepavyks visiškai išspręsti.

 

 

6063 aliuminio lydinys

6063 pasižymi puikiomis ekstruzijos ir paviršiaus apdorojimo savybėmis, todėl yra viena iš labiausiai paplitusių medžiagų elektroninių prietaisų korpusams. Jo paviršiaus anodavimo efektas yra geras, todėl tinka patalpų įrangai, valdikliams ir maitinimo produktams.

Kai kuriuose aliuminio dėkluose, skirtuose elektrinių dviračių akumuliatorių paketų projektams, 6063 medžiaga gali subalansuoti svorio kontrolę ir šilumos išsklaidymą.

 

6061 aliuminio lydinys

6061, po terminio apdorojimo sutvirtinimo, pasižymi dideliu stiprumu ir tinka laikančiosioms konstrukcijoms- bei vibracinei aplinkai. EV elektrinių autobusų LiFePO4 akumuliatorių, kuriems reikalingas didelis konstrukcinis patikimumas, aliuminio korpusams 6061 medžiaga paprastai užtikrina geresnę mechaninę atramą.

 

5052 aliuminio lydinys

5052 priklauso rūdims{1}}atsparaus aliuminio serijai ir pasižymi dideliu atsparumu korozijai, todėl ypač tinka pakrančių zonose ir didelės-drėgmės aplinkoje.

Kai kuriuose aliuminio dėkluose, skirtuose minkštiems{0}}pack LiFePO4 pakraunamiems akumuliatoriams, 5052 efektyviai pagerina prisitaikymą prie aplinkos ir ilgalaikį korpuso stabilumą.

 

 

 

Korpuso storis tiesiogiai veikia konstrukcijos stiprumą, svorį ir gamybos sąnaudas.

 

Lakštų storis mažesnis nei 1,0 mm paprastai tinka lengviems elektroniniams gaminiams ir vidinių modulių apsaugai, bet nerekomenduojamas laikančiosioms konstrukcijoms.

 

Nuo 1,2 mm iki 1,5 mm yra įprastas pasirinkimas pramoninei įrangai ir standartiniams akumuliatorių korpusams, kad būtų pasiektas geras kainos ir stiprumo balansas.

 

Dideliems energijos kaupimo įrenginiams arba didelės galios{0}}baterijų sistemoms, pvz., automobilių LiFePO4 akumuliatorių paketų aliuminio dėklams, paprastai rekomenduojamas 1,8 mm ar didesnis storis, siekiant pagerinti atsparumą deformacijoms ir ilgalaikį stabilumą.

 

 

IP reitingai visų pirma atspindi įrangos atsparumą dulkėms ir vandeniui, tačiau praktikoje inžinerijoje vis tiek būtina atlikti išsamų įvertinimą, pagrįstą konstrukcijos projektu.

 

IP20 tinka patalpų aplinkai, neleidžiant į įrangą patekti didesniems pašaliniams objektams.

IP54 atitinka daugumos pramoninių aplinkų reikalavimus ir tinka esant dulkėms ir nedideliam drėgnumui.

IP65 tinka lauko įrangai, efektyviai apsaugo nuo dulkių ir vandens purslų įsiskverbimo, tačiau dėl visiškai sandarios konstrukcijos viduje gali susidaryti kondensatas.

 

IP67 tinkamas trumpalaikiam-panardinimui į vandenį ir dažniausiai randamas specializuotoje pramoninėje įrangoje ir kai kuriuose aliuminio dėkluose, skirtuose variklio pakeitimo švino rūgšties akumuliatoriaus paketui.

 

Todėl naudojant didelę{0}}drėgmę, kvėpuojantys vandeniui atsparūs vožtuvai, drenažo konstrukcijos ir vidinio oro srauto konstrukcija dažnai yra svarbesni nei tiesiog IP įvertinimo padidinimas.

 

 

Elektrinės transporto priemonės ir akumuliatorių sistemos

Maitinimo akumuliatoriai ilgą laiką yra veikiami vibracijos, smūgių ir temperatūros pokyčių. Aliuminio dėklas, skirtas ličio{1}}jonų elektrinių dviračių akumuliatorių paketams ir naujoms energijos transporto priemonių akumuliatorių sistemoms, pirmiausia turėtų būti skiriamas konstrukcijos stiprumui, šilumos išsklaidymo pajėgumui ir atsparumui nuovargiui.

 

Energijos kaupimo sistemos

Gyvenamiesiems ir komerciniams energijos kaupimo įrenginiams paprastai reikalingas ilgas tarnavimo laikas ir geras šilumos išsklaidymas. „Powerwall Lithium Battery Pack“ aliuminio dėkle naudojamame korpuse pirmenybė turėtų būti teikiama atsparumui korozijai, šilumos valdymo dizainui ir ilgalaikiam aplinkos stabilumui.

 

Ląstelių ir modulių pakuotė

Prizminių elementų lauke ličio prizminių elementų aliuminio apvalkalas tapo pagrindiniu struktūriniu sprendimu. Šio tipo gaubtai turi ne tik užtikrinti matmenų tikslumą, bet ir atsižvelgti į suvirinamumą bei sandarinimo efektyvumą.

Aliuminio apvalkalo gaminiams, skirtiems ličio geležies fosfato akumuliatorių elementams ir LFP prizminiams elementams, paprastai reikalingas didelis plokštumas ir apdirbimo tikslumas.

 

Elektrinės transporto priemonės

Elektriniams dviračiams, elektriniams motociklams ir lengvajai transporto įrangai keliami aukšti lengvojo svorio reikalavimai. Šie gaminiai plačiai naudoja aliuminio dėklą, skirtą elektromobiliams Lifepo4 baterijų paketo struktūrai, kad būtų užtikrinta geresnė svorio kontrolė ir šilumos išsklaidymas.

 

 

 

Perkant aliuminio lydinio korpusus, be dydžio ir kainos, pirmenybė turėtų būti teikiama šiems techniniams parametrams:

 

Oksido plėvelės storis lemia atsparumą korozijai. Įprastoms patalpų aplinkoms rekomenduojamas mažiausiai 12 μm; drėgnoje aplinkoje rekomenduojamas 18 μm ar didesnis storis. Įžeminimo tęstinumas tiesiogiai veikia elektromagnetinio suderinamumo (EMC) veikimą.

 

Elektroninių valdymo sistemų ir maitinimo baterijų valdymo sistemų korpuso laidumas turi atitikti projektinius reikalavimus.

 

Šilumos valdymo efektyvumas yra susijęs su baterijos veikimo trukme ir įrangos stabilumu. Nesvarbu, ar tai ličio{1}}jonų akumuliatoriaus aliuminio korpusas, ar didelis energijos kaupimo korpusas, reikia įvertinti šilumos išsklaidymo kelius ir šiluminės varžos dizainą.

 

Be to, naudojant tam tikras specialias programas, pvz., „Samsung“ ličio -jonų akumuliatorių, ličio-jonų akumuliatorių ir ličio-geležies{{3} elementų akumuliatorių aliuminio korpusus, reikia atidžiai išnagrinėti apdorojimo tikslumą, suvirinimo kokybę ir sandarinimo patikimumą.

 

 

Pasirinkimasaliuminio lydinio korpusaiyra ne tik dydžio derinimo klausimas; ji apima kelis matmenis, įskaitant konstrukcijos stiprumą, elektros saugą, apsaugos galimybes, šilumos išsklaidymo dizainą ir prisitaikymą prie aplinkos. Pagrįstas atrankos procesas turėtų prasidėti nuo taikymo sąlygų, visapusiškai įvertinti mechanines apkrovas, elektros reikalavimus ir aplinkos sąlygas, o tada derinti medžiagos tipą, lakšto storį ir apsaugos lygį sistemos projektavimui.

 

Naujiems energijos produktams, pvz., 12 V LiFePO4 akumuliatoriaus dėklas, skirtas „Primatic Type Cell“ aliuminio apvalkalui, mokslinis apvalkalo pasirinkimas gali veiksmingai pagerinti įrangos patikimumą, sumažinti priežiūros išlaidas ir pailginti visos sistemos tarnavimo laiką.