Põhjalik juhend elektrisõidukite alumiiniumist akukorpuste tihendamise kohta

Uute energiasõidukite tööstuse kiire arenguga on akudest saanud üks sõiduki ohutuse ja jõudluse põhisüsteeme. Toiteakud ei täida mitte ainult energiasalvestusfunktsioone, vaid nende struktuurne töökindlus, keskkonnaga kohanemisvõime ja ohutuskaitsevõime mõjutavad otseselt kogu sõiduki eluiga ja tööohutust. Selles süsteemis on toiteaku korpusel ülitähtis roll koormuse-kandmises, kaitses ja isolatsioonis ning tihendusdisain on aku korpuse projekteerimisel võtmetähtsusega tehniline aspekt.

 

Kui toiteaku korpus ei suuda praktilistes rakendustes tihendada, võib see põhjustada selliseid probleeme nagu vee sissepääs, jahutusvedeliku leke ja sisemine gaasileke, mis rasketel juhtudel võib põhjustada raku jõudluse halvenemist või isegi termilise põgenemise ohte. Seetõttu on alumiiniumist akukorpuste süstemaatilise ja kavandatud tihendusprojekti läbiviimine praeguse elektrisõidukite konstruktsiooni kavandamise oluline teema.

 

 

Toiteaku korpustel on tavaliselt kast{0}}tüüpi struktuur, mis koosneb ülemisest kaanest, alumisest alusest ja alumisest kaitsekonstruktsioonist. Tänu aku energiatiheduse ja integratsiooni pidevale paranemisele on integreeritud vesijahutusega plaadilahendused muutunud peamiseks konfiguratsiooniks. Alumine alus koosneb tavaliselt alumiiniumprofiilraamist ja vesijahutusplaadist, ülemist katet kasutatakse aga kogu pakendi lõplikuks tihendamiseks.

 

Kergekaalulisuse ja struktuurse integreerimise nõuetest tulenevalt kasutatakse alumiiniumisulamist materjale üha laialdasemalt toiteakude korpustes. Alumiiniumkestad ei paku mitte ainult kaalueeliseid, vaid demonstreerivad ka olulist protsessi kohandatavust ekstrusioonil, keevitamisel ja modulaarsel konstruktsioonil, mistõttu neid kasutatakse laialdaselt sellistes konstruktsioonilahendustes nagu autoakude alumiiniumkarp ja EV liitiumakupakkide alumiiniumkarp.

 

Tihenduskonstruktsiooni seisukohast hõlmavad alumiiniumist akukorpused mitut võimalikku lekkeliidest, sealhulgas rõngakujulist tihendusliidest ülemise kaane ja alumise aluse vahel, alumiiniumprofiili ühendusõmblusi, vesijahutusplaadi ja raami ühendusliidest ning alumise kaitsekonstruktsiooniga seotud kaitseliideseid. Nende liideste disaini keerukus ja usaldusväärsuse nõuded on erinevad, mistõttu on vaja süsteemset tasakaalu struktuuri, materjalide ja tootmisprotsesside vahel.

 

 

1. Ülemise katte konstruktsiooni tihenduskontseptsioon

Toiteaku ülemine kate on põhikomponent pakendi üldise tihendamise saavutamiseks. Tehnikapraktika näitab, et ülemise kaane jaoks sobib paremini ühest tükist valmistatud konstruktsioon, et vähendada komponentide splaissimisest põhjustatud lekkeohtu. Olenemata sellest, kas ülemine kate on terasest või alumiiniumist, on disaini fookuses pidev ja ühtlane tihendusliides alumise kandikuga.

 

Projekteerimisprotsessi ajal tuleks positsioneerimisavad ja kinnitusdetailid asetada väljaspool peamist tihendusliidest, et vältida tihendustee segamist. Samal ajal peab ülemise katte tihenduspind olema hea tasasuse ja pidevusega. Vajadusel saab tihendusala täppis-töödelda, et parandada tihenduskindlust.

 

2. Alumise aluse ja alumiiniumprofiilraami tihendusstrateegia

Alumine alus on toiteaku peamine{0}}kandekonstruktsioon, kasutades tavaliselt alumiiniumprofiilraami või valatud alumiiniumist integreeritud konstruktsiooni. Raam-tüüpi kandiku konstruktsioonide puhul muutuvad alumiiniumprofiili liitmise teel tekkinud liitekohad tihendi oluliseks nõrgaks kohaks.

 

Tehnilises disainis võivad suletud{0}}profiiliga alumiiniumprofiilid kombineerituna isetihenduva lineaarse ühendustehnoloogiaga{1}} tõhusalt parandada konstruktsiooni tugevust ja tihenduse stabiilsust. Samal ajal on pideva hermeetiku raja kujundamine profiilide ühenduspiirkonnas oluline vahend pikaajalise -õhutiheduse tagamiseks. Seda disainilahendust kasutatakse laialdaselt toiteakude konstruktsioonides, nagu alumiiniumist ümbris auto LiFePO4 akupaki jaoks ja alumiiniumümbris elektrimootori autode LiFePO4 akupaki jaoks.

 

 

Vesijahutusega{0}}plaat ei täida mitte ainult soojusjuhtimise funktsioone, vaid osaleb sageli ka aku korpuse üldises tihendamises integreeritud skeemides. Vesijahutusega plaadi sees oleva kõrgsurve-jahutusaine- tõttu on selle isesulguvus-eriti kriitiline.

 

Inseneritöös eelistatakse ühes{0}}tükis või kõvajoodisega vesijahutusega{1}}plaatkonstruktsiooni, et vähendada võimalikke lekkekohti, nagu keevitus- ja kruviühendused. Eeldusel, et vesijahutusega plaadi-isesulgumine-saabuda, saab selle ja alumiiniumprofiilraami vahele moodustada rõngakujulise-kujulise tihendusliidese, mis sarnaneb ülemise kaanega. Selle liidese tihendusaste on tavaliselt kooskõlas pakendi üldiste tihendusnõuetega. Sellel disainilahendusel on suur tehniline rakendatavus Powerwalli liitiumpatareipaki ja LFP aku alumiiniumümbrise süsteemiarenduses.

 

 

Põhjakaitseplaadi põhiülesanne on vältida aku kokkupõrget kivide, võõrkehade ja teeoludega sõidu ajal. Võrreldes ülemise kaane ja alumise kandikuga ei ole alumine kaitse tavaliselt mõeldud esmase õhukindla liidesena.

 

Konstruktsioonide puhul, mis ei osale pakendi üldises tihendamises, on põhjakaitse disainis keskendutud konstruktsiooni tugevusele ja võõrkehade kaitsele. Kui alumisel isolatsioonimaterjalil on vett imavad omadused, saab vastavalt sõiduki üldistele kaitsestandarditele lisada põhilise veekindluse. Selle tihendustasemele viidatakse tavaliselt kerealuse konstruktsioonikomponentide kaitsenõuetest.

 

 

Lisaks peamistele konstruktsioonikomponentidele võivad potentsiaalseteks lekkekanaliteks saada ka kinnitusdetailid ja mehaanilised ühenduspunktid. Inseneripraktikas on kontrollimiseks soovitatavad järgmised põhimõtted: minimeerida tihendamisega seotud kinnitusdetailide arv; vältimatute ühenduspunktide jaoks kasutage konstruktsioonikomponente koos sisseehitatud-tihendusrõngastega, et saavutada kohalik ise-tihendamine; eelistage kinnitusdetailide paigutamist korpuse välisserva lähedale, et vältida sisenemist põhitihendusalasse. See põhimõte kehtib ka väikeste ja keskmise suurusega -akusüsteemide puhul, nagu alumiiniumist ümbris elektrijalgratta akupaki jaoks ja alumiiniumist ümbris elektrijalgratta liitium{5}}aku jaoks.

 

 

Süsteemitehnilisest vaatenurgast ei tohiks alumiiniumist elektripatareide korpuste tihendusprojekte läbi viia isoleeritult, vaid pigem optimeerida koos konstruktsiooni projekteerimise, tootmisprotsesside ja montaažiprotseduuridega. Kavandades tihendustee pideva, suletud, integreeritud süsteemina ja valides ratsionaalselt kontrollitava surveastmega tihendusmaterjalid, saab arvestada montaaži efektiivsust ja -müügijärgset hooldatavust, järgides samal ajal tihenduse toimivusnõudeid.

 

Tegelikes projektides saab tihendusmaterjali tihendusastme, kinnitusdetailide vahekauguse ja montaažiprotsesside korduva kontrollimise kaudu saavutada tasakaalu kulude ja töökindluse vahel, tagades samal ajal õhutiheduse. Sellest süstemaatilisest tihendamise kontseptsioonist on järk-järgult saanud alumiiniumist akukorpuste väljatöötamise põhisuund.

 

 

Alumiiniumist akukorpuste tihenduskonstruktsioon on väga süstemaatiline tehniline probleem, mis hõlmab mitut mõõdet, nagu konstruktsioonivorm, materjalivalik, tootmisprotsessid ja montaažiloogika. Võtmete tihendusliideste ratsionaalselt jagades ja integreeritud konstruktsiooni konstruktsiooni isetihendustehnoloogia rakendamisega-võib oluliselt parandada toiteakusüsteemide ohutust ja pikaajalist töökindlust.

 

Elektrisõidukite, elektribusside ja energiasalvestussüsteemide pideva arendamisega edendatakse alumiiniumist akukorpusi rohkemates rakenduste stsenaariumides ning nende tihendusmeetodid arenevad edasi ning neid optimeeritakse ja rakendatakse pidevalt sellistes struktuurisüsteemides nagu liitiumraudfosfaatpatareide elementide alumiiniumkestad jaliitiumprismaatilised elemendid alumiiniumkestad.