Cele trei chei de siguranță din carcasa bateriei prismatică din aluminiu: OSD, siguranță și supapă antiexplozie{0}}

Odată cu dezvoltarea rapidă a noilor vehicule cu energie și a sistemelor de stocare a energiei, siguranța bateriei a devenit o preocupare centrală în industrie. În special pentru celulele prismatice din carcasa din aluminiu pentru baterii auto și carcasa din aluminiu pentru structurile New Energy Cars, asigurarea siguranței bateriei în condiții extreme, cum ar fi supraîncărcare, scurtcircuit și evaporare termică a devenit o problemă cheie în proiectarea bateriei de putere.

 

Placa cu deschidere-OSD, structura siguranțelor și supapa-antiexplozie (ventilarea) situate pe capacul bateriei formează sistemul de protecție triplu al carcasei prismatice din aluminiu pentru baterii cu litiu, cunoscută în industrie sub numele de „Trei chei de siguranță”. Aceste modele nu numai că protejează funcționarea stabilă a bateriei, ci și stabilesc poziția dominantă a carcasei din aluminiu a bateriilor în structurile de baterii de energie noi.

 

 

 

 

 

În carcasele de baterii din aluminiu cu energie noi, OSD (Dispozitiv de siguranță la supraîncărcare) este primul-dispozitiv de siguranță activ cu răspuns. OSD-ul este o placă-de metal, situată sub borna negativă a bateriei, izolată în mod normal. Când presiunea internă a bateriei crește la aproximativ 0,4-0,5 MPa din cauza supraîncărcării, OSD-ul se întoarce rapid și contactează blocul conductor negativ, creând un scurtcircuit temporar.

 

Această acțiune mecanică declanșează sistemul de întrerupere a curentului, permițând bateriei să înceteze încărcarea și să prevină evadarea termică. OSD funcționează de obicei împreună cu o structură de siguranțe, oferind un mecanism de siguranță dublu de declanșare mecanică și deconectare electrică. Această abordare de protecție pe mai multe-stratificații a devenit o strategie standard de siguranță în carcasele bateriilor din aluminiu și modelele de carcase pentru baterii de putere.

 

 

Dacă OSD-ul este un declanșator mecanic, atunci siguranța este „frâna finală” a circuitului. Siguranța este de obicei integrată în conectorul terminalului pozitiv și are un design cu gât îngust, controlat cu precizie. Când se declanșează OSD, creând un scurtcircuit, curentul instantaneu poate atinge mii de amperi. Siguranța se topește apoi în câteva milisecunde, întrerupând complet calea curentă.

 

Acest design de „auto{0}}distrugere” asigură siguranța carcasei bateriei: rămâne neafectată în condiții normale de funcționare, dar se topește instantaneu la curenți anormal de mari, prevenind evadarea termică la rădăcină. Caracteristicile siguranței necesită calcul riguros și verificare experimentală pentru a asigura un răspuns rapid și fiabilitate pe termen lung-pentru toate configurațiile de carcasă de baterie din aluminiu cu celule prismatice.
 

 

Când un scurtcircuit intern al bateriei sau o evaporare termică determină creșterea presiunii gazului la 0,9-1,0 MPa, supapa antiexplozie-(ventilarea) devine ultima linie de apărare. Situat în mod obișnuit în centrul capacului superior, este construit dintr-o foaie de aluminiu tăiată sau film compozit cu mai multe straturi. Se rupe precis de-a lungul unei linii slabe predefinite-, eliberând gaze la temperatură ridicată și împiedicând spargerea carcasei.

 

Deși este o componentă de siguranță pasivă, supapa antiexplozie-, în circumstanțe extreme, determină dacă carcasa bateriei auto EV și carcasa din aluminiu reîncărcabilă pot evita ruperea catastrofală. Designul său trebuie să echilibreze viteza de eliberare a presiunii, precizia la rupere și rezistența la coroziune, făcându-l un nod critic de siguranță în ingineria carcasei de aluminiu a bateriilor cu litiu-ion.

 

 

 

 

Cele trei componente majore de siguranță ale carcasei pătrate din aluminiu pentru baterii cu litiu formează un sistem de apărare progresiv:

 

Tip de scenariu	Condiție de declanșare	Componenta de activare	Funcția de protecție de bază
Protecție la supraîncărcare	Presiunea internă a aerului ajunge la 0,4–0,5 MPa	OSD-ul	se răstoarnă mecanic, creând un scurtcircuit
Interrupție curentă	Când se declanșează OSD, se generează instantaneu un curent ridicat	Siguranța se ard	întreruperea circuitului principal
Reducerea presiunii extreme	Presiunea aerului crește la 0,9–1,0 MPa	Supapa-de explozie	se rupe precis pentru a elibera presiunea și a preveni exploziile

 

Acest concept de design permite carcasei bateriei din aluminiu pentru vehiculul New Energy să activeze automat protecțiile corespunzătoare la diferite niveluri de risc, construind un sistem de „apărare în profunzime” și sporind semnificativ redundanța în siguranță a bateriei.

 

 

Placa de acoperire a bateriei de înaltă-performanță și carcasa bateriei din aluminiu ambutisat în adâncime nu sunt modele izolate, ci sunt strâns integrate cu procesul de fabricare a celulei bateriei. O carcasă completă a bateriei din aluminiu prismatic (adică o carcasă a bateriei din aluminiu cu celulă prismatică) trece de obicei prin următoarele etape cheie:

 

Proces	Conținut cheie	Puncte de control
Acoperire pentru fabricarea foii de electrozi	Laminare, Tăiere cu file	Grosimea și consistența acoperirii
Ansamblu de celule înfășurare/laminare	Sudarea și introducerea carcasei	Rezistența sudurii și etanșarea cu tablă
Depunerea și depunerea de activare	Electrolit de etanșare și formare	Cantitatea și calitatea filmului SEI
Testarea de separare a capacităților	Separarea capacităților și trasabilitatea	Performanța electrică Consecvența și trasabilitatea

 

În timpul etapei de asamblare, celulele goale sunt încapsulate într-un pachet de baterii cu o carcasă din aluminiu sau într-un pachet cu o carcasă din aluminiu. Precizia sudării determină eficiența de etanșare a carcasei bateriei de putere, în timp ce conductivitatea termică a carcasei de aluminiu are un impact direct asupra performanței managementului termic. Unele sisteme încorporează, de asemenea, un modul LiFePO4 Soft Pack Cell pentru a spori siguranța, stabilitatea și durata de viață.

 

 

Popularitatea carcasei bateriilor prismatice din aluminiu provine din echilibrul lor între densitatea energiei, disiparea căldurii și structura de siguranță. Industria explorează în prezent modele de siguranță mai inteligente, cum ar fi integrarea supapelor de temperatură-sensibile la explozie-în carcasele bateriilor de alimentare, plasarea termistoarelor PTC pe electrodul pozitiv și chiar dezvoltarea unor capace inteligente care pot monitoriza presiunea și temperatura aerului în timp real.

 

Odată cu aplicarea din ce în ce mai aprofundată a tehnologiilor CTP (Cell to Pack) și CTC (Cell to Chassis), structura pachetului de baterii cu carcasă din aluminiu evoluează spre integrare, impunând cerințe mai mari în ceea ce privește proiectarea structurală de siguranță. Viitoarele carcase de baterii din aluminiu pentru vehicule cu energie nouă nu vor mai fi doar componente mecanice de protecție, ci carcase inteligente care integrează monitorizarea electrică, feedback-ul de control al temperaturii și funcțiile de reducere a presiunii.

 

 

 

 

De la răsturnarea mecanică a OSD-ului până la siguranța curentă-de tăiere, până la reducerea precisă a presiunii a supapei-de rezistență la explozie, aceste trei dispozitive formează împreună linia de apărare a siguranței pentru bateriile cu carcasă din aluminiu-prismatic. Funcționarea lor coordonată nu numai că asigură funcționarea stabilă a celulelor bateriei, dar stabilește și starea tehnologică acarcase din aluminiu pentru baterii cu litiuși carcase din aluminiu pentru baterii în noua industrie energetică.

 

Când vedeți carcasa robustă din aluminiu pentru mașinile cu energie nouă în sistemul de alimentare al vehiculelor cu energie nouă sau carcasa din aluminiu reîncărcabilă a dispozitivelor portabile de stocare a energiei, vă rugăm să rețineți: aceste modele de siguranță aparent mici permit sistemelor energetice moderne să găsească un echilibru perfect între putere mare, densitate ridicată și siguranță ridicată.