Tri bezpečnostné kľúče v prizmatickom hliníkovom puzdre na batérie: OSD, poistka a{0}}ventil odolný proti výbuchu

S rýchlym vývojom nových energetických vozidiel a systémov skladovania energie sa bezpečnosť batérií stala v tomto odvetví kľúčovým záujmom. Najmä pre prizmatické články v hliníkovom puzdre automobilovej batérie a hliníkovom puzdre pre konštrukcie nových energetických automobilov sa zabezpečenie bezpečnosti batérie v extrémnych podmienkach, ako je prebitie, skrat a tepelný únik, stalo kľúčovým problémom pri konštrukcii napájacej batérie.

 

Výklopná-doska OSD, štruktúra poistky a ventil{1}}odolný proti výbuchu (odvzdušňovací ventil) umiestnený na kryte batérie tvoria trojitý bezpečnostný ochranný systém prizmatického hliníkového puzdra na lítiovú batériu, známeho v priemysle ako „tri bezpečnostné kľúče“. Tieto dizajny nielen zaručujú stabilnú prevádzku batérie, ale zároveň vytvárajú dominantné postavenie hliníkových puzdier batérií v nových štruktúrach energetických batérií.

 

 

 

 

 

V nových energetických hliníkových puzdrách na batérie je OSD (Overcharge Safety Device) prvým-aktívnym bezpečnostným zariadením. OSD je kovová výklopná-doska umiestnená pod záporným pólom batérie, normálne izolovaná. Keď vnútorný tlak batérie stúpne na približne 0,4-0,5 MPa v dôsledku prebitia, OSD sa rýchlo preklopí a kontaktuje záporný vodivý blok, čím sa vytvorí dočasný skrat.

 

Toto mechanické pôsobenie spustí systém odpojenia prúdu, čo umožní batérii ukončiť nabíjanie a zabrániť tepelnému úniku. OSD zvyčajne funguje v spojení s poistkovou štruktúrou, ktorá poskytuje dvojitý bezpečnostný mechanizmus mechanického spúšťania a elektrického odpojenia. Tento viac{2}}vrstvový prístup k ochrane sa stal štandardnou bezpečnostnou stratégiou v dizajne hliníkových krytov batérií a krytov napájacích batérií.

 

 

Ak je OSD mechanická spúšť, potom je poistka „poslednou brzdou“ obvodu. Poistka je zvyčajne integrovaná do konektora kladnej svorky a vyznačuje sa presne kontrolovaným dizajnom s úzkym hrdlom. Keď sa spustí OSD a vytvorí sa skrat, okamžitý prúd môže dosiahnuť tisíce ampérov. Poistka sa potom roztaví v priebehu milisekúnd a úplne vypne prúdovú dráhu.

 

Tento „samo{0}}deštruktívny“ dizajn zaisťuje bezpečnosť plášťa batérie: pri normálnom prevádzkovom prúde zostáva nedotknutá, ale pri abnormálne vysokých prúdoch sa okamžite roztápa, čím zabraňuje úniku tepla v koreni. Charakteristiky poistky si vyžadujú prísny výpočet a experimentálne overenie, aby sa zabezpečila rýchla odozva a-dlhodobá spoľahlivosť vo všetkých konfiguráciách puzdra na batérie Prismatic Cell.
 

 

Keď vnútorný skrat batérie alebo tepelný únik spôsobí nárast tlaku plynu na 0,9-1,0 MPa, ventil proti výbuchu- sa stane poslednou obrannou líniou. Zvyčajne sa nachádza v strede horného krytu a je vyrobený z ryhovaného hliníkového plechu alebo viacvrstvového kompozitného filmu. Roztrhne sa presne pozdĺž vopred-definovanej slabej línie, uvoľňuje plyny s vysokou teplotou a zabraňuje prasknutiu obalu.

 

Napriek tomu, že ide o pasívny bezpečnostný prvok, ventil odolný proti výbuchu- za extrémnych okolností určuje, či sa kryt batérie elektromobilu a dobíjateľný hliníkový kryt môžu vyhnúť katastrofickému roztrhnutiu. Jeho konštrukcia musí vyvážiť rýchlosť uvoľňovania tlaku, presnosť roztrhnutia a odolnosť proti korózii, vďaka čomu je kritickým bezpečnostným uzlom v konštrukcii hliníkového obalu lítium{2}}iónových batérií.

 

 

 

 

Tri hlavné bezpečnostné komponenty štvorhrannej hliníkovej škrupiny lítiových batérií tvoria progresívny obranný systém:

 

Typ scenára	Stav spúšťača	Aktivačný komponent	Funkcia ochrany jadra
Ochrana proti prebitiu	Vnútorný tlak vzduchu dosahuje 0,4–0,5 MPa	OSD	mechanicky prevráti, čím vznikne skrat
Aktuálny limit	Keď sa spustí OSD, okamžite sa generuje vysoký prúd	Vyhorela poistka	prerušenie hlavného okruhu
Extrémna úľava od tlaku	Tlak vzduchu stúpa na 0,9–1,0 MPa	Ventil proti výbuchu-	presne praskne, aby uvoľnil tlak a zabránil výbuchom

 

Tento dizajnový koncept umožňuje hliníkovému puzdru na batérie New Energy Vehicle automaticky aktivovať zodpovedajúce ochrany pri rôznych úrovniach rizika, vybudovať systém „hĺbkovej obrany“ a výrazne zvýšiť bezpečnostnú redundanciu batérie.

 

 

Vysokovýkonná-krycia doska napájacej batérie a hlbokoťažný hliníkový kryt batérie nie sú izolované konštrukcie, ale sú úzko integrované s výrobným procesom batériových článkov. Kompletné prizmatické hliníkové puzdro na batériu (tj prizmatické puzdro na hliníkovú batériu) zvyčajne prechádza nasledujúcimi kľúčovými fázami:

 

Proces	Kľúčový obsah	Kontrolné body
Povlak na výrobu elektródového plechu	Laminovanie, rezanie štítkov	Hrúbka a konzistencia náteru
Navíjanie/laminovanie zostavy buniek	Zváranie a vkladanie puzdra	Pevnosť zvaru a tesnenie
Podanie a aktivácia Podanie	Tesnenie a tvorba elektrolytu	Množstvo a kvalita filmu SEI
Testovanie oddelenia kapacity	Oddelenie kapacity a sledovateľnosť	Konzistentnosť elektrického výkonu a sledovateľnosť

 

Počas fázy montáže sú holé články zapuzdrené v batériovom bloku s hliníkovým krytom alebo v balení s hliníkovým krytom. Presnosť zvárania určuje účinnosť tesnenia Power Battery Case, zatiaľ čo tepelná vodivosť hliníkového puzdra priamo ovplyvňuje výkon tepelného manažmentu. Niektoré systémy tiež obsahujú modul LiFePO4 Soft Pack Cell na zvýšenie bezpečnosti, stability a životnosti.

 

 

Obľúbenosť prizmatických hliníkových puzdier na batérie pramení z ich rovnováhy medzi hustotou energie, odvodom tepla a bezpečnostnou štruktúrou. Priemysel v súčasnosti skúma inteligentnejšie bezpečnostné návrhy, ako je integrácia teplotne -nevýbušných-ventilov do puzdier napájacej batérie, umiestnenie PTC termistorov na kladnú elektródu a dokonca vývoj inteligentných krytov, ktoré dokážu monitorovať tlak a teplotu vzduchu v reálnom čase.

 

S prehlbujúcim sa uplatňovaním technológií CTP (Cell to Pack) a CTC (Cell to Chassis) sa štruktúra batériového bloku s hliníkovým puzdrom vyvíja smerom k integrácii, čo kladie vyššie nároky na bezpečnostné konštrukčné prevedenie. Nové puzdrá na hliníkové batérie pre energetické vozidlá už nebudú len mechanickými ochrannými komponentmi, ale inteligentnými krytmi, ktoré integrujú elektrické monitorovanie, spätnú väzbu na reguláciu teploty a funkcie odľahčenia tlaku.

 

 

 

 

Od mechanického preklopenia OSD cez aktuálnu -vypínaciu poistku až po presné odľahčenie explozívneho-ventilu, tieto tri zariadenia spolu tvoria bezpečnostnú obrannú líniu pre prizmatické batérie s hliníkovým-krytom. Ich koordinovaná prevádzka zaisťuje nielen stabilnú prevádzku batériových článkov, ale určuje aj technologický stavhliníkové puzdrá na lítiové batériea hliníkové puzdrá na batérie v novom energetickom priemysle.

 

Keď uvidíte robustné hliníkové puzdro pre nové energetické autá v napájacom systéme nových energetických vozidiel alebo dobíjacie hliníkové puzdro prenosných zariadení na ukladanie energie, pamätajte: práve tieto zdanlivo malé bezpečnostné konštrukcie umožňujú moderným energetickým systémom nájsť dokonalú rovnováhu medzi vysokým výkonom, vysokou hustotou a vysokou bezpečnosťou.