Ръководство за избор на корпуси на батерии от алуминиева сплав: Изчерпателен анализ на спецификациите, нивата на защита и сценариите за приложение

С развитието на нова енергия, електрически превозни средства, системи за съхранение на енергия и промишлено електронно оборудване, корпусите от алуминиева сплав се превърнаха във важен компонент на батерийните системи и електронните устройства. Независимо дали се използва за алуминиеви кутии за EV литиеви батерийни пакети или за Powerwall литиеви батерийни пакети в системи за съхранение на енергия, подходящият избор на спецификации на корпуса, нива на защита и свойства на материала пряко влияе върху надеждността, безопасността и продължителността на живота на оборудването.

 

 

 

Много служители по закупуване се фокусират върху размера и нивата на защита, когато избират корпуси, но от гледна точка на инженерното приложение е по-важно да се изясни действителната работна среда на оборудването.

 

Първо, необходимо е да се оцени механичното натоварване, което оборудването ще понесе. Ако оборудването е инсталирано във вибрираща среда за продължителни периоди, като например в промишлени автоматизирани производствени линии, електрически превозни средства или мобилно оборудване, изискванията за здравина на корпуса са значително по-високи, отколкото за обикновено оборудване на закрито. За автомобилни приложения, като алуминиеви кутии за автомобилни батерии, обикновено се изисква по-висока структурна твърдост и устойчивост на умора.

 

Второ, необходимо е да се изяснят изискванията за електрическа безопасност. За високо{1}}оборудване или прецизни електронни системи корпусът не само осигурява механична защита, но също така трябва да поеме заземителни, анти-статични и електромагнитни екраниращи функции. Например, в някои приложения с алуминиев корпус на батерии LFP, добрата непрекъснатост на проводимостта и дизайнът на структурното заземяване могат ефективно да намалят риска от електромагнитни смущения.

 

И накрая, трябва да се вземат предвид факторите на стареене в околната среда. Влажна и гореща среда, среда със солен спрей, прашна среда и външна ултравиолетова радиация, всички те влияят на продължителността на живота на заграждението. За оборудване за съхранение или мониторинг на енергия, разположено на открито за продължителни периоди, простото увеличаване на IP рейтинга не може напълно да реши проблемите с корозия и кондензация.

 

 

Алуминиева сплав 6063

6063 има отлични свойства за екструдиране и повърхностна обработка, което го прави един от най-разпространените материали за кутии за електронни устройства. Неговият повърхностен анодизиращ ефект е добър, което го прави подходящ за вътрешно оборудване, контролери и захранващи продукти.

В някои алуминиеви кутии за проекти за батерии за електрически велосипеди материалът 6063 може да балансира контрола на теглото и ефективността на разсейване на топлината.

 

Алуминиева сплав 6061

6061, след термична обработка, има висока якост и е подходящ за-носещи конструкции и вибрационни среди. За алуминиеви кутии за LiFePO4 батерийни пакети за електрически автобуси EV, изискващи висока структурна надеждност, материалът 6061 обикновено осигурява по-добра механична опора.

 

Алуминиева сплав 5052

5052 принадлежи към серията устойчиви на ръжда-алуминий и има силна устойчивост на корозия, което го прави особено подходящ за крайбрежни райони и среди с висока-влажност.

В някои проекти за алуминиеви кутии за меки-пакети LiFePO4 акумулаторни батерии, 5052 ефективно подобрява адаптивността към околната среда и дългосрочната -стабилност на корпуса.

 

 

 

Дебелината на корпуса пряко влияе върху здравината на конструкцията, теглото и производствените разходи.

 

Дебелини на листа под 1,0 mm обикновено са подходящи за леки електронни продукти и защита на вътрешни модули, но не се препоръчват за-носещи конструкции.

 

1,2 mm до 1,5 mm е често срещан избор за индустриално оборудване и стандартни кутии за батерии, като се постига добър баланс между цена и здравина.

 

За големи устройства за съхранение на енергия или тежко{0}}захранващи батерийни системи, като алуминиеви кутии за автомобилни LiFePO4 батерийни пакети, обикновено се препоръчва дебелина от 1,8 mm или повече за подобряване на устойчивостта на деформация и дългосрочна-стабилност.

 

 

IP оценките отразяват предимно прахо- и водоустойчивостта на оборудването, но в практическите инженерни приложения все още е необходима цялостна оценка въз основа на структурния дизайн.

 

IP20 е подходящ за вътрешна среда, като предотвратява навлизането на по-големи чужди предмети в оборудването.

IP54 отговаря на изискванията на повечето индустриални среди и е подходящ за сценарии с прах и лека влага.

IP65 е подходящ за външно оборудване, като ефективно предотвратява проникването на прах и водни пръски, но напълно запечатаната структура може да доведе до кондензация вътре.

 

IP67 е подходящ за краткотрайно-потапяне във вода и обикновено се среща в специализирано промишлено оборудване и някои продукти с алуминиев корпус за смяна на оловно-киселинни батерии.

 

Следователно, при приложения с висока{0}}влажност, дишащите водоустойчиви клапани, дренажните конструкции и дизайнът на вътрешния въздушен поток често са по-важни от простото увеличаване на степента на IP.

 

 

Електрически превозни средства и захранващи батерийни системи

Захранващите батерии са изложени на вибрации, удари и температурни промени за продължителни периоди. За алуминиев корпус за литиево-йонни акумулаторни пакети за електрически велосипеди и нови енергийни акумулаторни системи за превозни средства, структурната здравина, капацитетът за разсейване на топлината и устойчивостта на умора трябва да бъдат основният фокус.

 

Системи за съхранение на енергия

Жилищните и търговски устройства за съхранение на енергия обикновено изискват дълъг експлоатационен живот и добро разсейване на топлината. Корпусът, използван в алуминиевата кутия за пакета литиева батерия Powerwall, трябва да дава приоритет на устойчивостта на корозия, дизайна за управление на топлината и дългосрочната -стабилност на околната среда.

 

Опаковка на клетки и модули

В областта на призматичните клетки алуминиевата обвивка на литиево-призматичните клетки се превърна в основното структурно решение. Този тип заграждение не само трябва да осигури точност на размерите, но също така трябва да вземе предвид възможността за заваряване и уплътняване.

За продукти от алуминиева обвивка за батерийни клетки с литиево-железен фосфат и LFP призматични клетки обикновено се изисква висока плоскост и прецизност на обработка.

 

Електрически превозни средства

Електрическите велосипеди, електрическите мотоциклети и лекото транспортно оборудване имат високи изисквания за леко тегло. Тези продукти широко възприемат структурата на алуминиевия корпус за електрически моторни коли Lifepo4 Battery Pack, за да постигнат по-добър контрол на теглото и разсейване на топлината.

 

 

 

При закупуване на кутии от алуминиева сплав, освен размерите и цената, трябва да се даде предимство на следните технически параметри:

 

Дебелината на оксидния филм определя устойчивостта на корозия. За обикновени вътрешни среди се препоръчва минимум 12 μm; за влажна среда се препоръчва дебелина от 18 μm или повече. Непрекъснатостта на заземяването пряко влияе върху ефективността на електромагнитната съвместимост (EMC).

 

За електронните системи за управление и системите за управление на батериите, проводимостта на корпуса трябва да отговаря на проектните изисквания.

 

Ефективността на термичното управление е свързана с живота на батерията и стабилността на оборудването. Независимо дали става дума за алуминиева обвивка на литиево-йонна батерия или голям корпус за съхранение на енергия, трябва да се оценят пътищата за разсейване на топлината и дизайнът на термично съпротивление.

 

Освен това, за определени специални приложения, като алуминиеви корпуси за литиево-йонни батерии на Samsung, литиево-йонни батерии и литиево-железни-клетъчни батерии, прецизността на обработката, качеството на заваряване и надеждността на запечатване трябва да бъдат внимателно проверени.

 

 

Избиранекорпуси от алуминиева сплавне е просто въпрос на съвпадение на размера; включва множество измерения, включително структурна здравина, електрическа безопасност, възможности за защита, дизайн на разсейване на топлината и адаптивност към околната среда. Един разумен процес на подбор трябва да започне от условията на приложение, да оцени цялостно механичните натоварвания, електрическите изисквания и условията на околната среда и след това да комбинира вида на материала, дебелината на листа и нивото на защита за проектирането на системата.

 

За нови енергийни продукти, като алуминиев корпус за 12V LiFePO4 батериен пакет от алуминиева обвивка от първичен тип, научният избор на обвивка може ефективно да подобри надеждността на оборудването, да намали разходите за поддръжка и да удължи експлоатационния живот на цялата система.