Wissensanalyse zur Aluminium-Batteriegehäuseindustrie für neue Energiefahrzeuge

Die Dauerfahrfähigkeit von Elektrofahrzeugen hängt in hohem Maße von der Leistungsfähigkeit der Power-Batterie als Energiespeicher ab, wobei Qualität und Sicherheit der Batterie besonders wichtig sind. Das Power-Batteriegehäuse ist für die Kernfunktion der Befestigung und des Schutzes des Batteriemoduls oder der Batteriezelle verantwortlich, und die Dichtungsleistung ist ein wichtiger Indikator zur Messung der Qualität des Gehäusedesigns. Wenn das Gehäuse nicht dicht verschlossen ist, kann es zum Eindringen von Wasser, zum Austreten von Gas im Inneren und zu anderen Fehlern kommen, die sich direkt auf die Sicherheit des Fahrzeugbetriebs auswirken. Als Reaktion auf dieses Problem konzentriert sich dieser Artikel auf das Dichtungsdesign des Aluminium-Batteriegehäuses von Elektrofahrzeugen, analysiert systematisch dessen strukturelle Eigenschaften und Dichtungsschnittstelle und schlägt entsprechende technische Lösungen vor. Unter den verschiedenen Arten von Aluminiumgehäusestrukturen ist das Aluminiumgehäuse für Lithium-Ionen-Batterien aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Prozessanpassungsfähigkeit weit verbreitet, die Komplexität seines Dichtungsdesigns erfordert jedoch noch besondere Aufmerksamkeit.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Derzeit ist die gängige Materiallösung für Gehäuse von Power-Akkupacks in der Branche „Gehäuse aus extrudierter Aluminiumlegierung + obere Abdeckung aus PP/Glasfaser-Verbundwerkstoff“. Diese Lösung berücksichtigt Leichtbau-, Kostenkontroll- und Leistungsanforderungen und verfügt über breite Marktaussichten. Unter ihnen besteht die Aluminiumlegierungsschale größtenteils aus extrudierten Profilen der Serie 6 und wird durch Reibrührschweißen, MIG-Schweißen und andere Verfahren geschweißt. Es hat nicht nur niedrige Gesamtanwendungskosten und kann die Festigkeits- und Dichtungsanforderungen des Batteriesatzes erfüllen, sondern kann auch das integrierte Design von wassergekühlten Batteriezirkulationskanälen realisieren, um die Wärmeableitungsleistung der Batterie weiter zu optimieren; Die obere Abdeckung besteht aus PP/Glasfaser + LFT-Die Herstellung im D-Formverfahren kann nicht nur die Produktionseffizienz verbessern, sondern auch die Anforderungen an die Flammenverbrennung und die Dichtungsleistung erfüllen, und die Formkosten sind relativ niedrig, was die Vorteile von Aluminiumlegierungsschalen ergänzt. Es wird häufig in vielen neuen Energiefahrzeugen wie BYD Song und Tang, Weilai ES8 und der BAIC EV-Serie eingesetzt.

 

Lithium{0}}Ionenbatterie-Aluminiumgehäuse verwenden normalerweise Stahl oder eine Aluminiumlegierung als Hauptlast-tragendes Material. Stahlplatten zeichnen sich durch einfache Verarbeitung, kontrollierbare Kosten und hervorragende Steifigkeit aus, während Aluminiumlegierungen ein hervorragendes Leichtgewicht aufweisen und die Vorteile eines einfachen Extrusionsprozesses, geringer Werkzeuginvestitionen und einer hohen Integration von Gussprozessen aufweisen. Unter den derzeit gängigen Lösungen in der Branche verwenden quadratische Aluminiumgehäuse für Lithiumbatterien meist eine Kastenstruktur, die aus einer oberen Abdeckung, einer unteren Wanne und einer unteren Schutzplatte besteht, und integrieren im Allgemeinen Wasserkühlplatten, um Wärmemanagementfunktionen zu erreichen. Die Wannenstruktur besteht normalerweise aus einem Rahmen und einer Wasserkühlplatte. Dieses modulare Design verbessert nicht nur die Raumnutzung, sondern bietet auch einen klaren technischen Weg für die anschließende Identifizierung und Optimierung von Dichtungsschnittstellen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bei der strukturellen Gestaltung des Batteriegehäuses ist das Zusammenspiel zwischen der oberen Abdeckung und der unteren Wanne entscheidend. Um die Komplexität der Dichtungsstruktur zu reduzieren, ist die obere Abdeckung üblicherweise integriert gestaltet. Unabhängig davon, ob es aus Stahlblech oder Aluminium besteht, muss sichergestellt werden, dass es eine stabile „selbstdichtende“ Leistung aufweist. Da die untere Wanne die tragende Struktur für die Hauptlast darstellt, werden bei den aktuellen Mainstream-Lösungen meist extrudierte Profile aus Aluminiumlegierungen mit dem Reibrührschweißverfahren verwendet. Diese Rahmenstruktur reduziert nicht nur die Anlageinvestitionen erheblich, sondern optimiert auch das Wärmemanagement durch die integrierte Wasserkühlungsplattenkonstruktion. In diesem Zusammenhang kann die Verwendung eines hochpräzisen Lithium--Ionen-Batterie-Aluminiumgehäuses effektiv die Maßhaltigkeit und Verbindungsstärke der Rahmenverbindung gewährleisten und einen starken und leichten physischen Schutzraum für das Batteriemodul bieten.

Die Dichtungsschnittstelle ist eine technische Schwierigkeit bei der Herstellung von Batteriegehäusen aus Aluminium. Die passenden Oberflächen der oberen Abdeckung und der unteren Wanne müssen den Anforderungen einer „gleichmäßigen“ und „kontinuierlichen“ Abdichtung genügen. Zum Kleben werden üblicherweise Materialien wie CIPG (Foam-in-Place Sealing) verwendet, wobei das Kompressionsverhältnis und der Bolzenabstand streng kontrolliert werden. Für die Verbindung von Aluminiumprofilrahmen und die Verbindung zwischen Rahmen und Wasserkühlungsplatte ist selbstdichtende lineare Verbindungstechnik wie das CMT-Kaltmetallübergangsschweißen oder das Reibrührschweißen erforderlich. Durch diese Prozesse kann sichergestellt werden, dass das quadratische Aluminiumgehäuse der Lithium-Batterien eine ausgezeichnete Dichtungsstabilität beibehält, wenn es Vibrationen und Stößen während der Fahrzeugfahrt standhält. Dadurch wird ein Austreten von Kühlmittel oder das Eindringen von externen Fremdkörpern aufgrund von Prozessdefekten vermieden, wodurch ein langfristiger sicherer Betrieb des Batteriesystems gewährleistet wird.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Da die Anforderungen an die Reichweite von Fahrzeugen mit neuer Energie immer weiter steigen, ist die Energiedichte des Batteriesystems zu einem wichtigen technischen Indikator geworden. Der Weg zur Verbesserung der Energiedichte umfasst hauptsächlich die Verbesserung der spezifischen Energie einzelner Zellen und die Erzielung leichter Batteriepackstrukturen. Verglichen mit der hohen technischen Hürde und dem langen Forschungs- und Entwicklungszyklus des ersteren ist struktureller Leichtbau auf technischer Ebene einfacher und schnell zu erreichen. Aluminiumlegierungen haben sich aufgrund ihrer umfassenden Vorteile wie geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit, gute thermische Stabilität, hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit, Nichtmagnetisierung, einfache Formgebung und hohen Recyclingwert zu einem idealen Material für die Leichtbaukonstruktion des Aluminiumgehäuses von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Die aktuelle Mainstream-Technologieroute verwendet eine Aluminium-Strangpressprofilschale mit einer nicht-metallischen oberen Abdeckung. Die Verbindung der Schale erfolgt durch Reibrührschweißen und MIG-Schweißen. Die Gesamtanwendungskosten sind gering und die Leistung entspricht den Anforderungen. Gleichzeitig kann das integrierte Design des wasser-kühlenden Umlaufwasserkanals realisiert werden. Das Tiefziehverfahren für Batteriegehäuse aus Aluminium bietet einzigartige Vorteile beim Formen komplexer gekrümmter Oberflächen, während die Aluminium-Stanztechnologie eine effiziente und stabile Fertigungsgarantie für die Massenproduktion bietet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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