Le bloc-batterie est un élément clé des nouveaux véhicules à énergie, des armoires et des conteneurs de stockage d'énergie. Il s'agit d'une source d'énergie à travers l'enveloppe de la coque, fournissant de l'énergie aux véhicules électriques et fournissant une capacité de consommation aux armoires et conteneurs de stockage d'énergie. En combinaison avec les besoins techniques réels, cet article résume les points clés de la conception des profils des blocs-batteries en analysant les exigences de résistance mécanique, de sécurité, de gestion thermique et de légèreté des blocs-batteries.

1-Exigences de conception du boîtier de la batterie

l Résistance mécanique, résistance aux vibrations et aux chocs. Après l'essai, il ne doit y avoir aucun dommage mécanique, déformation ou desserrage de la fixation, et le mécanisme de verrouillage ne doit pas être endommagé.

l Étanchéité : L'étanchéité de la batterie affecte directement la sécurité de fonctionnement du système de batterie. Il est généralement nécessaire d'atteindre le niveau de protection IP67 pour garantir que la batterie est étanche et étanche.

l La conception de la coque de la batterie doit prendre en compte les performances de gestion thermique et garantir que la batterie fonctionne dans une plage appropriée grâce à une conception de gestion thermique appropriée.

l Pour l'installation et la fixation, la coque doit prévoir un espace pour la plaque signalétique et les panneaux de sécurité, et réserver suffisamment d'espace et une fondation fixe pour l'installation de lignes d'acquisition, de divers éléments de capteur, etc.

l Tous les connecteurs, bornes et contacts électriques à isolation de base non polaire doivent répondre aux exigences de niveau de protection correspondantes lorsqu'ils sont combinés.

l Allègement : L'allègement de la coque est d'une grande importance pour améliorer la densité énergétique de la batterie. L'alliage d'aluminium est léger et de haute qualité, ce qui en fait le choix le plus judicieux à l'heure actuelle. Le niveau d'allègement peut être amélioré grâce à une conception extrême appropriée en combinaison avec des applications réelles.

l Durabilité : La durée de vie de la coque de la batterie ne doit pas être inférieure à la durée de vie utile de l'ensemble du produit. Aucune déformation plastique évidente ne doit se produire pendant le cycle d'utilisation. Le niveau de protection et les performances d'isolation ne doivent pas être réduits. La structure doit être facile à entretenir, y compris la disposition des plaques signalétiques et des panneaux de sécurité, ainsi que la protection des connecteurs.

Figure 1 Coque de batterie typique soudée en alliage d'aluminium

2-Solution de coque de batterie en alliage d'aluminium typique

Les alliages d'aluminium couramment utilisés pour les coques de batteries comprennent le 6061-T6, le 6005A-T6 et le 6063-T6, etc. Ces matériaux ont des limites d'élasticité et des résistances à la traction différentes pour répondre à différentes exigences structurelles. La résistance de ces matériaux est la suivante : 6061-T6＞6005A-T6＞6063-T6.

Actuellement, les solutions de formage de coque de batterie comprennent le soudage de profilés en aluminium, le moulage en alliage d'aluminium, la fonte d'aluminium plus profilé en aluminium, le soudage de plaques d'aluminium estampées, etc. La solution de soudage de profilés en aluminium est devenue le choix courant en raison de sa flexibilité et de sa facilité de traitement. Comme le montre la figure 1, la coque est principalement composée d'un cadre en profilé d'aluminium et d'une plaque inférieure en profilé d'aluminium, qui sont soudés à l'aide de profilés extrudés en alliage d'aluminium de la série 6. La solution de moulage en alliage d'aluminium est considérée comme la future direction de développement en raison de son processus simplifié et de son potentiel de réduction des coûts.

3- Conception de section de profil

l Taille et complexité de la section : La taille de la section du profilé est mesurée par le cercle circonscrit. Plus le cercle circonscrit est grand, plus la pression d'extrusion requise est élevée. La section du profilé est généralement composée de plusieurs cavités pour améliorer la rigidité et la résistance structurelles. Habituellement, le cadre, la cloison médiane, la plaque inférieure, la poutre, etc. adoptent différentes conceptions de section pour s'adapter à différentes exigences structurelles et fonctionnelles.

Figure 2 Section typique d'un profilé en alliage d'aluminium

l Épaisseur de paroi du profilé en aluminium : L'épaisseur de paroi minimale d'un profilé en aluminium spécifique est liée au rayon du cercle circonscrit du profilé, à la forme et à la composition de l'alliage. Par exemple, lorsque l'épaisseur de paroi de l'alliage d'aluminium 6063 est de 1 mm, l'épaisseur de paroi de l'alliage d'aluminium 6061 doit être d'environ 1,5 mm. La difficulté d'extrusion de la même section est la suivante : 6061-T6＞6005A-T6＞6063-T6. Dans la conception des profilés de batterie, le profilé du cadre est généralement constitué d'un matériau en alliage d'aluminium 6061-T6, et sa section typique est composée de plusieurs cavités, et l'épaisseur de paroi la plus fine est d'environ 2 mm ; le profilé de la plaque inférieure est également composé de plusieurs cavités, et le matériau est généralement 6061-T6, 6065A-T6, et l'épaisseur de paroi la plus fine est également d'environ 2 mm ; de plus, dans la conception du plateau porteur de la plaque inférieure et de l'intégration du refroidissement liquide de la plaque inférieure, la plaque inférieure adopte généralement une structure double face, l'épaisseur de la plaque inférieure est généralement de 10 mm et l'épaisseur de la paroi et de la paroi intérieure de la cavité sont d'environ 2 mm.

l Tolérance des dimensions de la section transversale du profilé : La tolérance des dimensions de la section transversale doit être déterminée en fonction de la tolérance de traitement du profilé en aluminium, des conditions d'utilisation, de la difficulté d'extrusion du profilé et de la forme du profilé. Pour certains profilés en aluminium difficiles à extruder, la forme peut être modifiée ou la tolérance de traitement et la tolérance dimensionnelle peuvent être augmentées pour réduire la difficulté d'extrusion et extruder des produits profilés en aluminium qui sont proches des exigences, puis ils peuvent être remodelés ou traités pour répondre aux exigences d'utilisation.

De plus, lors de la conception de la section du profilé, il est nécessaire de prendre en compte les exigences spécifiques des différents procédés de soudage pour les joints, les rainures, l'épaisseur de paroi, etc.

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