Торцевая пластина модуля литиевой батареи для хранения энергии является основным структурным компонентом модуля PACK батареи для хранения энергии, в основном собранным на обоих концах модуля батареи. Одиночный стандартный модуль обычно комплектуется двумя торцевыми пластинами, которые вместе с ремнями и болтами обеспечивают прижатие и фиксацию аккумуляторных элементов.
一. Основные функции и роли
В сценариях хранения энергии батареи проходят множество циклов, имеют длительный срок службы и работают в стабильных условиях. Функции торцевых пластин специально адаптированы к долгосрочным- эксплуатационным требованиям хранения энергии и выполняют пять основных функций:
Защита от-расширения и структурная стабильность: литиевые батареи постоянно расширяются и сжимаются во время зарядки и разрядки. Ячейки хранения энергии расположены в большом количестве, что приводит к значительной совокупной силе расширения. Торцевые пластины обеспечивают постоянное предварительное-затягивание для предотвращения разбухания и деформации элементов, поддержания общего выравнивания модуля, предотвращения ослабления или смещения после длительных-циклов, а также значительно продлевают срок службы батареи.
Механическая защита: они противостоят вибрационным, ударным и сжимающим нагрузкам во время транспортировки и обслуживания оборудования, защищая внутренние компоненты, такие как элементы, шины и жгуты для отбора проб. Это служит фундаментальной структурной гарантией того, что модуль пройдет различные испытания на безопасность и надежность.
Обеспечьте стабильные электрические соединения: торцевые пластины обеспечивают фиксированную установку шин, жгутов отбора проб и изоляционных аксессуаров, предотвращая потенциальные проблемы, такие как неплотные соединения, плохой контакт или перегрев, вызванный деформацией или вибрацией модуля. Они подходят для систем хранения энергии с большим током и длительной-непрерывной работой.
Помощь в управлении температурным режимом: металлические торцевые пластины обладают превосходной теплопроводностью и могут способствовать отводу тепла от элементов, балансировке температурного поля модуля, уменьшению локального накопления тепла и снижению риска температурного выхода из-под контроля в аккумуляторных батареях.
Адаптация к автоматизированному производству и сборке: стандартизированные торцевые пластины резервируют позиционирующие отверстия, захватные пазы и опорные установочные поверхности, подходящие для автоматизированных процессов штабелирования, сборки и перемещения на производственных линиях хранения энергии PACK, повышая эффективность массового производства и точность сборки.
2. Основные материалы, процессы и подходящие сценарии.
Выбор материалов для торцевых пластин накопителей энергии основан на основных принципах «высокая прочность, высокая изоляция, коррозионная стойкость, легкий вес и низкая стоимость». Основные типы разделены на три категории, подходящие для различных уровней мощности и сценариев хранения энергии.
1. Концевая пластина из инженерного пластика.
Материал в основном состоит из PA66 с 15 %-30 % стекловолокна, отлитого с использованием комплексного процесса литья под давлением. Его преимуществами являются отличная изоляция, отсутствие необходимости в дополнительных изоляционных прокладках, коррозионная стойкость, легкий вес, возможность цельно формировать сложные конструкции ребер и монтажных отверстий, высокая производительность и низкая себестоимость массового производства. Он подходит для небольших-накопителей энергии в жилых домах и легких интегрированных модулей, а также является основным выбором для интегрированных модулей накопления энергии CTP. Недостаток заключается в том, что его высокая-температурная стойкость и чрезвычайная жесткость слабее, чем у металлических материалов, что делает его непригодным для сверх-высоких-модулей накопления энергии для тяжелых условий эксплуатации.
2. Торцевые пластины из алюминиевого сплава.
Подразделяются на процессы литья под давлением-алюминия и экструдированного алюминия, подходящие для большинства сценариев хранения энергии в коммерческих, промышленных и крупных электросетях:
Литой под давлением-алюминиевый сплав: распространенные материалы включают ADC12, ALSi10MnMg, A380. Возможность формирования сложных конструкций, таких как подъемные отверстия, фиксированные основания и канавки для уменьшения веса-, за одну отливку без вторичной сборки. Он имеет высокую точность размеров и прочную структурную целостность, подходит для больших-модулей накопления энергии со сложной структурой.
Экструдированный алюминиевый сплав: обычно используются материалы 6061-T6 и 6063-T6, причем 6061 имеет более высокую жесткость и лучшие характеристики сжатия. Стандартная толщина стенки 1,5-2 мм, высокая плоскостность и минимальная деформация. Он может стабильно выдерживать долговременные силы расширения аккумуляторных элементов и подходит для крупных электростанций с длительным сроком службы и высокими требованиями к надежности.
3. Торцевая пластина из листового металла
Изготовлен путем гибки алюминиевых пластин, не требует форм, с коротким циклом разработки и очень низкой стоимостью, но общая жесткость слабая, устойчивость к деформации плохая, без сложной конструкции. Подходит только для небольших и простых модулей хранения энергии, испытательных прототипов и других сценариев с низкими требованиями к прочности конструкции; редко используется в крупных-проектах по хранению энергии.
3. Основные моменты проектирования (специальная адаптация для хранения энергии)
1. Размер и конструктивный дизайн
Ширина торцевой пластины адаптирована к общей ширине штабелированных ячеек, ее высота немного ниже высоты ячейки, оставляя монтажный зазор сверху и снизу для облегчения крепления модуля к коробчатым балкам и установки высоковольтного сиденья. Поверхности,-несущие нагрузку, выполнены в виде плоских плоскостей с ребрами жесткости, равномерно расположенными на поверхностях, не контактирующих с ячейками, и равномерно распределенными во избежание неравномерного напряжения. Толщина определяется исходя из количества ячеек модуля и расчета силы расширения. Большие модули накопления энергии требуют увеличенной толщины для повышения-несущей способности. В то же время в отрасли наблюдаются конструкции с различной толщиной: более толстые основные области обеспечивают прочность конструкции, а более тонкие края позволяют разместить коробку, обеспечивая баланс между защитой и использованием пространства.
2. Выбор способа установки.
Болтовое-фиксированное: съемное, простое в обслуживании, подходящее для стандартизированного массового производства модулей хранения энергии, а также последующего обслуживания и замены, является основным направлением в отрасли;
Сварной: Чрезвычайно высокая структурная стабильность, отсутствие риска ослабления, подходит для стационарных-электростанций, аккумулирующих энергию, но не подлежит разборке и требует высоких затрат на техническое обслуживание;
Защелкивающаяся-подгонка: высокая эффективность сборки, подходит для легких, стандартизированных небольших модулей хранения энергии с относительно более низкими сейсмическими характеристиками.
3. Изоляция и конструкция безопасности
Пластиковые торцевые пластины обладают собственными изоляционными свойствами и не требуют дополнительной защиты; металлические торцевые пластины должны быть оснащены изолирующими прокладками, чтобы предотвратить риск короткого-замыкания, вызванного металлическими заусенцами, протыкающими синюю пленку аккумуляторного элемента толщиной 0,1 мм. Это обязательное требование для проектирования безопасности аккумуляторов энергии.
4. Предварительная загрузка соответствующего дизайна
Срок службы модуля накопления энергии составляет более 10 лет, а элементы аккумуляторной батареи обладают необратимым набуханием. Конструкция торцевой пластины должна соответствовать точной предварительной нагрузке, которая может не только подавлять циклическое набухание элементов, но также обеспечивать постоянный контакт между элементами и термоинтерфейсом и слоем аэрогеля, гарантируя эффективность управления температурным режимом и срок службы батареи.
4. Основные показатели эффективности отрасли
Точность и производительность торцевых пластин накопителей энергии напрямую определяют надежность модуля. Обычно используемые в отрасли показатели приемки массового производства следующие:
Точность размеров: общий допуск на размеры в пределах ± 0,1 мм, плоскостность менее или равна 0,05 мм, что обеспечивает соответствие сборки автоматизированному оборудованию и предотвращает неравномерное локальное напряжение;
Механические характеристики: Предел текучести Не менее 200 МПа, способность стабильно выдерживать силу расширения ячеек без значительной деформации или растрескивания после тысяч циклов;
Качество поверхности: металлические торцевые пластины требуют пескоструйной обработки, пластикового напыления и анодирования, чтобы исключить заусенцы и острые края, улучшить изоляцию и устойчивость к коррозии;
Баланс легкого веса: при соблюдении требований к прочности вес снижается за счет утопленных канавок и локального утонения, что снижает общую нагрузку на систему накопления энергии.
5. Тенденции развития отрасли
Структурная интеграция: постепенная замена традиционных конструкций с двойными-концевыми пластинами, использование интегрированных торцевых пластин, совместимых с соединением нескольких-модулей, улучшение использования пространства для аккумуляторных батарей, а также сокращение количества компонентов и затрат на сборку;
Легкие и высокопрочные-материалы. Продвижение высокопрочных-алюминиевых сплавов и модифицированных стеклопластиков в высокотехнологичных-сценариях хранения энергии, баланс между прочностью, изоляцией и снижением веса, удовлетворение потребностей в снижении затрат на системы хранения энергии, повышении эффективности и расширении мощностей;
Усовершенствованная конструкция: дифференцированная толщина, зональное усиление и точное соответствие предварительной-затяжки становятся популярными конструкциями, специально предназначенными для решения проблем долговременного-разбухания аккумуляторов и локальной концентрации напряжений, подходящих для сверх-долгого-сохранения энергии;
Стандартизированное массовое производство. Торцевые пластины для хранения энергии в жилых и коммерческих помещениях постепенно переходят к стандартизации спецификаций, снижая затраты на изготовление индивидуальных пресс-форм, адаптируясь к масштабам отрасли-и тенденциям быстрой доставки;
Адаптация к обновлению интегрированной архитектуры. После CTP и итераций технологии больших-модулей легкие пластиковые торцевые пластины и минималистичные металлические торцевые пластины постепенно заменяют традиционные тяжелые концевые пластины, адаптируясь к интегрированному и плоскому направлению разработки аккумуляторных систем.
