배터리 팩은 신에너지 차량, 통합 에너지 저장 캐비닛 및 컨테이너의 핵심 구성 요소입니다. 쉘 엔벨로프를 통해 에너지원을 형성하고, 전기 자동차에 전력을 공급하며, 에너지 저장 캐비닛 및 컨테이너에 흡수 용량을 제공합니다. 이 기사에서는 실제 엔지니어링 요구 사항을 결합하고 배터리 팩의 기계적 강도, 안전성, 열 관리 및 경량 요구 사항을 분석하여 배터리 팩 프로필 설계의 핵심 사항을 요약합니다.

1- 배터리 팩 하우징 설계 요구 사항

l 기계적 강도, 진동 저항성 및 충격 저항성：시험 후, 고정 장치의 기계적 손상, 변형 또는 느슨함이 없어야 하며 잠금 장치가 손상되어서는 안 됩니다.

l 밀봉: 배터리 팩의 밀봉은 배터리 시스템의 작동 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 배터리 팩이 밀봉되고 방수되도록 하려면 IP67 보호 수준에 도달해야 합니다.

l 배터리 팩 셸을 설계할 때는 열 관리 성능을 고려해야 하며 적절한 열 관리 설계를 통해 배터리가 적절한 범위 내에서 작동하도록 해야 합니다.

l 설치 및 고정을 위해 쉘은 명판과 안전 표지판을 위한 공간을 확보해야 하며, 수집 라인, 다양한 센서 요소 등을 설치할 수 있는 충분한 공간과 고정된 기초를 확보해야 합니다.

l 비극성 기본 절연의 모든 커넥터, 단자 및 전기 접점은 결합 시 해당 보호 수준 요구 사항을 충족해야 합니다.

l 경량화: 셸의 경량화는 배터리 팩의 에너지 밀도를 개선하는 데 매우 중요합니다. 알루미늄 합금은 무게가 가볍고 품질이 높아 현재 가장 실현 가능한 선택입니다. 실제 응용 프로그램과 결합하여 적절한 극한 설계를 통해 경량화 수준을 개선할 수 있습니다.

l 내구성: 배터리 팩 쉘의 설계 수명은 전체 제품의 사용 수명보다 짧아서는 안 됩니다. 사용 주기 동안 명백한 플라스틱 변형이 발생해서는 안 됩니다. 보호 수준과 절연 성능이 저하되어서는 안 됩니다. 명판과 안전 표지판의 레이아웃, 커넥터 보호를 포함하여 구조는 유지 관리하기 쉬워야 합니다.

그림 1 일반적인 알루미늄 합금 용접 배터리 팩 쉘

2-전형적인 알루미늄 합금 배터리 팩 쉘 솔루션

배터리 팩 셸에 일반적으로 사용되는 알루미늄 합금 소재에는 6061-T6, 6005A-T6 및 6063-T6 등이 있습니다. 이러한 소재는 다양한 구조적 요구 사항을 충족하기 위해 서로 다른 항복 강도와 인장 강도를 가지고 있습니다. 이러한 소재의 강도는 다음과 같습니다. 6061-T6>6005A-T6>6063-T6.

현재 배터리 팩 셸 성형 솔루션에는 알루미늄 프로파일 용접, 알루미늄 합금 주조, 주조 알루미늄 플러스 프로파일 알루미늄, 스탬핑 알루미늄 플레이트 용접 등이 포함됩니다. 알루미늄 프로파일 용접 솔루션은 유연성과 가공 편의성으로 인해 주류 선택이 되었습니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 셸은 주로 알루미늄 합금 프로파일 프레임과 알루미늄 합금 프로파일 바텀 플레이트로 구성되며 6 시리즈 알루미늄 합금 압출 프로파일을 사용하여 용접됩니다. 알루미늄 합금 주조 솔루션은 간소화된 공정과 비용 절감 잠재력으로 인해 미래 개발 방향으로 간주됩니다.

3- 프로필 섹션 디자인

l 단면 크기와 복잡성: 프로파일의 단면 크기는 외접원으로 측정됩니다. 외접원이 클수록 필요한 압출 압력이 커집니다. 프로파일의 단면은 일반적으로 여러 개의 공동으로 구성되어 구조적 강성과 강도를 개선합니다. 일반적으로 프레임, 중간 파티션, 바닥판, 보 등은 다양한 구조적 및 기능적 요구 사항에 맞게 다양한 단면 설계를 채택합니다.

그림 2 일반적인 알루미늄 합금 프로파일 단면

l 알루미늄 프로파일 벽 두께: 특정 알루미늄 프로파일의 최소 벽 두께는 프로파일 외접원 반경, 모양 및 합금 구성과 관련이 있습니다. 예를 들어, 6063 알루미늄 합금의 벽 두께가 1mm인 경우 6061 알루미늄 합금의 벽 두께는 약 1.5mm여야 합니다. 동일한 섹션의 압출 난이도는 6061-T6>6005A-T6>6063-T6입니다. 배터리 팩 프로파일을 설계할 때 프레임 프로파일은 일반적으로 6061-T6 알루미늄 합금 소재로 만들어지며 일반적인 섹션은 여러 개의 캐비티로 구성되고 가장 얇은 벽 두께는 약 2mm입니다. 바닥판 프로파일도 여러 개의 캐비티로 구성되며 소재는 일반적으로 6061-T6, 6065A-T6이며 가장 얇은 벽 두께도 약 2mm입니다. 또한 바닥판 하중 지지 트레이와 바닥판 액체 냉각 통합을 설계할 때 바닥판은 일반적으로 양면 구조를 채택하고 바닥판 두께는 일반적으로 10mm이고 벽 두께와 캐비티 내벽은 약 2mm입니다.

l 프로파일 단면 치수의 허용 오차: 단면 치수의 허용 오차는 알루미늄 프로파일의 가공 허용 오차, 사용 조건, 프로파일 압출의 어려움, 프로파일의 모양에 따라 결정해야 합니다. 압출하기 어려운 일부 알루미늄 프로파일의 경우 모양을 변경하거나 가공 허용 오차와 치수 허용 오차를 늘려 압출의 어려움을 줄이고 요구 사항에 가까운 알루미늄 프로파일 제품을 압출한 다음 사용 요구 사항을 충족하도록 재성형하거나 가공할 수 있습니다.

또한, 프로필 단면을 설계할 때는 조인트, 홈, 벽 두께 등에 대한 다양한 용접 공정의 특정 요구 사항을 고려해야 합니다.

당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다

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