Il contenitore delle batterie per l'accumulo di energia svolge un ruolo fondamentale nei sistemi di accumulo. Le sue funzioni principali includono la protezione del peso, l'uniformità della conduzione termica, l'installazione elettrica e la tenuta stagna. Con il continuo aumento della richiesta di densità energetica delle batterie, l'uso di materiali in lega di alluminio è diventato una soluzione efficace per migliorare l'efficienza del sistema di batterie, grazie alle loro elevate prestazioni termiche e bassa densità.

L'adozione di un design integrato del canale e della parete laterale del contenitore può ridurre il lavoro di saldatura nelle parti strutturali critiche, aumentando così la resistenza strutturale complessiva. Ciò consente di mantenere la sicurezza e la stabilità della struttura in diverse condizioni, come il carico statico, il sollevamento e le vibrazioni casuali, e può anche migliorare le prestazioni di tenuta del contenitore.

Inoltre, il design integrato aiuta a ridurre il numero di parti e a diminuire il peso del contenitore. La produzione tramite il processo di estrusione offre costi di stampo contenuti, facilita la lavorazione e la modifica, soddisfacendo le esigenze di flessibilità per diversi volumi di produzione.

1-Principali tipologie di contenitori inferiori per l'accumulo di energia in alluminio estruso e saldato

Il contenitore inferiore a raffreddamento liquido per l'accumulo di energia ha una larghezza generale di 790-810 mm e un'altezza compresa tra 40 e 240 mm. È suddiviso in due tipologie: piatta e flangiata (vedi figura sottostante). La lunghezza del contenitore a raffreddamento liquido è correlata alla capacità del prodotto di accumulo, con vari schemi standard come 48s, 52s, 104s e così via.

Contenitore inferiore a raffreddamento liquido di tipo piatto

Contenitore inferiore a raffreddamento liquido di tipo flangiato

2-Struttura del contenitore inferiore per l'accumulo di energia in alluminio estruso e saldato

Il contenitore inferiore a raffreddamento liquido è la struttura di base dell'intero pacco batterie, realizzato con una struttura a telaio rettangolare saldata composta da un pannello inferiore con canali, tappi, ugelli, telaio, travi, supporti, ganci, e altri componenti, tutti in lega di alluminio.

Diagramma di assemblaggio dei componenti del contenitore inferiore a raffreddamento liquido

Il contenitore inferiore a raffreddamento liquido deve avere una capacità di carico sufficiente e una resistenza strutturale, il che richiede elevati standard di qualità di saldatura, inclusi il processo di saldatura, il controllo della qualità delle giunzioni e le abilità degli saldatori, per garantire sicurezza e affidabilità nelle applicazioni reali.

La tecnologia di raffreddamento liquido richiede elevati standard di tenuta stagna per il contenitore, che includono sia la tenuta stagna del contenitore inferiore che quella dei canali di raffreddamento. Inoltre, i canali di raffreddamento devono resistere alla pressione del fluido refrigerante, pertanto i requisiti di tenuta stagna per i canali di raffreddamento sono ancora più rigorosi.

3-Requisiti di qualità di saldatura

In generale, si richiede che il pannello inferiore a raffreddamento liquido venga saldato utilizzando la saldatura a frizione stirata. Anche i tappi del contenitore inferiore a raffreddamento liquido di tipo piatto verranno saldati con questo metodo. Di solito, la depressione della saldatura a frizione stirata deve essere ≤0.5 e non sono ammessi metalli estranei che possono staccarsi o cadere in caso di vibrazioni.

I canali di raffreddamento, il telaio, gli ugelli, i ganci, le travi e altri accessori sono spesso saldati utilizzando la saldatura TIG o la saldatura CMT. Considerando le differenze nei requisiti di prestazione dei vari componenti, i canali di raffreddamento, il telaio, gli ugelli e i ganci sono saldati completamente, mentre le travi e gli accessori vengono saldati a punti. La planarità della zona delle travi dei moduli di batteria anteriore e posteriore deve essere <1.5 mm per un singolo modulo, mentre la planarità complessiva deve essere <2 mm. La planarità del telaio deve essere ±0.5 per ogni 500 mm di lunghezza del telaio.

Sulla superficie della giunzione di saldatura non sono ammessi difetti come crepe, mancanza di penetrazione, mancata fusione, pori superficiali, inclusioni esposte o saldature incomplete. In generale, si richiede che l'altezza della saldatura degli ugelli sia ≤6 mm e che le saldature in altre posizioni non superino la superficie inferiore del contenitore. Le saldature interne delle travi dei moduli anteriore e posteriore non devono sporgere dalla superficie interna.

La profondità di fusione della saldatura deve soddisfare i requisiti standard pertinenti. Per le giunzioni di saldatura ad arco, la resistenza alla trazione non deve essere inferiore al 60% del valore minimo della resistenza alla trazione del materiale base; per le giunzioni di saldatura laser e a frizione stirata, la resistenza alla trazione deve essere almeno il 70% del valore minimo della resistenza alla trazione del materiale base.

Inoltre, la saldatura del contenitore inferiore deve soddisfare gli standard di tenuta stagna IP67. Pertanto, per il trattamento post-saldatura, è generalmente richiesto che le scorie di saldatura e le giunzioni nella zona delle travi anteriori e posteriori siano levigate; le saldature esterne del pallet non possono essere levigate, e le superfici di tenuta delle saldature devono essere lisce, senza differenze di altezza evidenti rispetto al telaio.

Condivideremo regolarmente aggiornamenti e informazioni su tecniche di progettazione termica e alleggerimento, per la vostra consultazione. Grazie per l'interesse verso Walmate.