1. Επισκόπηση των μονάδων μπαταριών Square Shell
Οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον ενεργειακό τομέα και με τα μοναδικά τεχνολογικά τους πλεονεκτήματα, έχουν εφαρμοστεί ευρέως σε πολλούς τομείς.
(1) Λίστα κοινών πεδίων εφαρμογής
Στον τομέα των ηλεκτρικών οχημάτων, οι μονάδες μπαταριών με τετράγωνο κέλυφος είναι ένα από τα βασικά στοιχεία που παρέχουν υποστήριξη ισχύος για οχήματα. Η υψηλή ενεργειακή του πυκνότητα μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις των νέων ενεργειακών οχημάτων για αυτονομία. Για παράδειγμα, οι κύριες μάρκες νέων ενεργειακών οχημάτων στην αγορά, όπως η DJI και η Yihang χρησιμοποιούν κυρίως μπαταρίες λιθίου ως πηγή ενέργειας, με εμβέλεια άνω των 30 λεπτών, καλύπτοντας τις ανάγκες λήψης των χρηστών. Ταυτόχρονα, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους έχουν τα χαρακτηριστικά της μεγάλης διάρκειας κύκλου ζωής, της υψηλής ασφάλειας και της καλής περιβαλλοντικής προσαρμοστικότητας, που μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες των νέων ενεργειακών οχημάτων όσον αφορά την απόδοση ισχύος, την ασφάλεια και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας.
Στον τομέα του εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας για την εξισορρόπηση της προσφοράς και της ζήτησης δικτύου, τη βελτίωση της σταθερότητας και της αξιοπιστίας του δικτύου. Αυτά τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια σε περιόδους χαμηλού φορτίου του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και να την απελευθερώνουν κατά τις ώρες αιχμής, μετριάζοντας αποτελεσματικά τη διαφορά κορυφής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και βελτιώνοντας την οικονομία και την αποδοτικότητα της λειτουργίας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους χρησιμοποιούνται ευρέως σε λύσεις αποθήκευσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για ηλιακούς και αιολικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, για να διασφαλιστεί η σταθερή παροχή και η αποτελεσματική χρήση της ανανεώσιμης ενέργειας.
Στον τομέα των drones, οι μπαταρίες είναι ένα από τα βασικά συστατικά των drones και οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους παρέχουν ισχυρή υποστήριξη ισχύος για drones λόγω της υψηλής ενεργειακής τους πυκνότητας, του ελαφρού βάρους και της μεγάλης διάρκειας ζωής τους. Για παράδειγμα, στην Κίνα, η αγορά των drone παρουσίασε μια ταχεία αναπτυξιακή τάση τα τελευταία χρόνια και έχει επιδείξει τεράστιες δυνατότητες σε πολλούς τομείς όπως η αεροφωτογραφία, η γεωργία, η δασοκομία, η ηλεκτρική ενέργεια και η εφοδιαστική.
Στον αεροδιαστημικό τομέα, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως λόγω της υψηλής αξιοπιστίας και των πλεονεκτημάτων ασφαλείας τους. Στη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής τετράγωνων μονάδων μπαταρίας κελύφους, δίνεται έμφαση στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της σταθερότητας του προϊόντος. Χρησιμοποιώντας υλικά υψηλής ποιότητας, προηγμένες διαδικασίες και αυστηρά συστήματα ποιοτικού ελέγχου, η μονάδα μπαταρίας εξασφαλίζει σταθερή απόδοση κάτω από διάφορες συνθήκες εργασίας.
2. Βασικά σημεία σχεδιασμού για τετράγωνη μονάδα μπαταρίας
(1) Πλεονεκτήματα υψηλής ενεργειακής πυκνότητας
Το σχήμα κυψέλης της μονάδας μπαταρίας τετράγωνου κελύφους είναι τετράγωνο, γεγονός που της επιτρέπει να αποθηκεύει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια με τον ίδιο όγκο και βάρος. Αυτός ο σχεδιασμός αξιοποιεί πλήρως τον εσωτερικό χώρο της μπαταρίας, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της χρήσης του χώρου. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τα ηλεκτρικά οχήματα, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους υψηλής ενεργειακής πυκνότητας μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την αυτονομία του οχήματος και να καλύψουν τις ανάγκες των χρηστών για ταξίδια μεγάλων αποστάσεων. Στον τομέα των συσκευών αποθήκευσης ενέργειας, η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα είναι εξίσου σημαντική καθώς μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε περιορισμένο χώρο για να καλύψει τη ζήτηση για αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιούν μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους μπορούν να αυξήσουν την ενεργειακή τους πυκνότητα κατά περισσότερο από 20% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες.
(2) Χαρακτηριστικά υψηλής αξιοποίησης του χώρου
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές κυλινδρικές μπαταρίες, ο τετράγωνος σχεδιασμός των μονάδων μπαταριών τετράγωνου κελύφους μπορεί να τοποθετηθεί πιο σφιχτά μεταξύ τους. Αυτό όχι μόνο μειώνει τη σπατάλη χώρου, αλλά επιτρέπει επίσης στο πακέτο μπαταριών να μεταφέρει περισσότερες μπαταρίες σε περιορισμένο όγκο, βελτιώνοντας έτσι τη συνολική ενεργειακή πυκνότητα. Σε σενάρια εφαρμογών περιορισμένου χώρου, όπως τα ηλεκτρικά οχήματα, η υψηλή χρήση χώρου είναι ιδιαίτερα σημαντική. Για παράδειγμα, σε ορισμένα συμπαγή ηλεκτρικά οχήματα με περιορισμένο χώρο, η υψηλή χρήση χώρου της μονάδας μπαταρίας τετράγωνου κελύφους μπορεί να παρέχει στο όχημα μεγαλύτερη χωρητικότητα μπαταρίας, αυξάνοντας έτσι την αυτονομία.
(3) Εγγύηση υψηλής ασφάλειας
Οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους συνήθως χρησιμοποιούν υλικά υψηλής αντοχής όπως το αλουμίνιο ως εξωτερικό κέλυφος, το οποίο έχει υψηλή αντοχή και σκληρότητα. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τα βραχυκυκλώματα της μπαταρίας, τη διαρροή και άλλα προβλήματα, βελτιώνοντας την ασφάλεια της μπαταρίας. Επιπλέον, η μονάδα μπαταρίας τετράγωνου κελύφους υιοθετεί επίσης προηγμένες τεχνολογίες όπως η τεχνολογία σφράγισης με λέιζερ για να βελτιώσει τη σφράγιση της μπαταρίας και να εξασφαλίσει περαιτέρω την ασφάλεια της μπαταρίας. Για παράδειγμα, ορισμένες μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους μπορούν να διατηρήσουν σταθερή απόδοση κάτω από ακραίες συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή τάση, σύγκρουση κ.λπ. μετά από αυστηρό έλεγχο ασφαλείας και η μπαταρία δεν θα εκραγεί, δεν θα πιάσει φωτιά ή άλλες επικίνδυνες καταστάσεις.
(4) Υψηλή απόδοση αξιοπιστίας
Στη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους επικεντρώνονται στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της σταθερότητας του προϊόντος. Χρησιμοποιώντας υλικά υψηλής ποιότητας, προηγμένες διαδικασίες και αυστηρά συστήματα ποιοτικού ελέγχου, η μονάδα μπαταρίας εξασφαλίζει σταθερή απόδοση κάτω από διάφορες συνθήκες εργασίας. Για παράδειγμα, στην αεροδιαστημική βιομηχανία, οι απαιτήσεις αξιοπιστίας για τις μπαταρίες είναι εξαιρετικά υψηλές. Οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους, με την υψηλή αξιοπιστία τους, μπορούν να λειτουργούν σταθερά σε σκληρά περιβάλλοντα και να παρέχουν αξιόπιστη υποστήριξη ισχύος για αεροσκάφη.
(5) Εξαιρετικά προσαρμόσιμο
Ο τετράγωνος σχεδιασμός καθιστά τη μονάδα μπαταρίας τετράγωνου κελύφους εξαιρετικά προσαρμόσιμη. Λόγω της μεγαλύτερης ελευθερίας του τετραγωνικού σχεδιασμού, μπορεί να προσαρμοστεί σύμφωνα με διαφορετικά σενάρια εφαρμογής και απαιτήσεις. Για παράδειγμα, οι μονάδες μπαταρίας που πληρούν συγκεκριμένες απαιτήσεις όπως το μοντέλο του οχήματος, η χωρητικότητα της μπαταρίας και η ταχύτητα φόρτισης μπορούν να προσαρμοστούν. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει στη μονάδα μπαταρίας τετράγωνου κελύφους να προσαρμόζεται καλύτερα στη ζήτηση της αγοράς και να ανταποκρίνεται στις εξατομικευμένες ανάγκες διαφορετικών πελατών.
(6) Προστασία του Περιβάλλοντος και Αειφορία
Στη διαδικασία παραγωγής και χρήσης, οι μονάδες μπαταριών τετράγωνου κελύφους δίνουν προσοχή στην προστασία του περιβάλλοντος και στη βιωσιμότητα. Πολλές επιχειρήσεις παραγωγής χρησιμοποιούν υλικά χωρίς ρύπανση και φιλικά προς το περιβάλλον στη διαδικασία παραγωγής τους και δίνουν προσοχή στη διατήρηση της ενέργειας και στη μείωση των εκπομπών. Επιπλέον, η μονάδα μπαταρίας τετράγωνου κελύφους έχει επίσης υψηλή διάρκεια ζωής και αξία ανακύκλωσης, η οποία συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης πόρων και της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, η διάρκεια ζωής των μονάδων μπαταριών τετράγωνου κελύφους μπορεί να φτάσει χιλιάδες φορές, η οποία είναι μεγαλύτερη από αυτή των παραδοσιακών μπαταριών. Εν τω μεταξύ, η ανακυκλωμένη μονάδα μπαταρίας τετράγωνου κελύφους μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί, μειώνοντας περαιτέρω τον αντίκτυπό της στο περιβάλλον.
3. Εισαγωγή στη διαδικασία της μονάδας μπαταρίας τετράγωνου κελύφους
(1) Στάδιο προετοιμασίας υλικού
Η διαδικασία της γραμμής παραγωγής της μονάδας μπαταρίας τετράγωνου κελύφους PACK ξεκινά με το στάδιο προετοιμασίας του υλικού, το οποίο είναι κρίσιμο. Οι πρώτες ύλες για εξαρτήματα μπαταρίας όπως υλικά θετικών ηλεκτροδίων, υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων και ηλεκτρολύτες είναι σαν τον ακρογωνιαίο λίθο ενός κτιρίου και η ποιότητά τους καθορίζει άμεσα την απόδοση του τελικού προϊόντος. Σε αυτό το στάδιο, ο ποιοτικός έλεγχος είναι ιδιαίτερα κρίσιμος και οι κατασκευαστές πρέπει να καθιερώσουν ένα αυστηρό σύστημα ποιοτικού ελέγχου για να διασφαλίσουν ότι κάθε πρώτη ύλη πληροί υψηλά πρότυπα ποιοτικών απαιτήσεων. Για παράδειγμα, διεξάγονται αυστηρές δοκιμές σχετικά με την καθαρότητα των υλικών θετικών ηλεκτροδίων για να διασφαλιστεί η αποτελεσματική μεταφορά ιόντων κατά τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας. Ταυτόχρονα, αξιολογήστε τη σταθερότητα του υλικού του αρνητικού ηλεκτροδίου για να αποτρέψετε ανεπιθύμητες αντιδράσεις κατά τη χρήση. Μόνο οι πρώτες ύλες που έχουν υποβληθεί σε αυστηρό έλεγχο μπορούν να θέσουν γερά θεμέλια για τα επόμενα βήματα της διαδικασίας.
(2) Διαδικασία κατασκευής στοιχείων μπαταρίας
Ως βασικό συστατικό των μπαταριών, τα στοιχεία μπαταρίας κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία παραγωγής κυψελών μπαταρίας. Η διαδικασία περιέλιξης ή στοίβαξης μπορεί να συνδυάσει με ακρίβεια θετικά και αρνητικά υλικά ηλεκτροδίων μαζί για να σχηματίσουν μια σταθερή δομή κυψέλης μπαταρίας. Σε αυτή τη διαδικασία απαιτείται υψηλή ακρίβεια και συνέπεια. Για παράδειγμα, ελέγχοντας με ακρίβεια την τάση και την ταχύτητα της περιέλιξης, η εσωτερική δομή κάθε στοιχείου μπαταρίας διασφαλίζεται ότι είναι ομοιόμορφη και συνεπής, διασφαλίζοντας έτσι τη σταθερότητα της απόδοσης. Ταυτόχρονα, η διαδικασία στοίβαξης απαιτεί αυστηρό έλεγχο του πάχους και της ευθυγράμμισης κάθε στρώματος υλικού για τη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας και της διάρκειας ζωής του κύκλου των στοιχείων της μπαταρίας. Το κλειδί σε αυτό το βήμα είναι να διασφαλιστεί η συνέπεια και η σταθερότητα απόδοσης των στοιχείων της μπαταρίας, παρέχοντας εξαρτήματα πυρήνα υψηλής ποιότητας για τα επόμενα βήματα της διαδικασίας.
(3) Διαδικασία δοκιμής κυττάρων
Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής της μπαταρίας, η δοκιμή της μπαταρίας πραγματοποιείται αμέσως. Διεξάγοντας ολοκληρωμένες δοκιμές σχετικά με την ηλεκτρική απόδοση των στοιχείων της μπαταρίας, όπως τάση, χωρητικότητα, εσωτερική αντίσταση και άλλες παραμέτρους, μπορούμε να ελέγξουμε τα στοιχεία μπαταρίας που πληρούν τα πρότυπα. Αυτό το στάδιο είναι σαν να επιλέγετε στρατιώτες, μόνο οι καλύτερες μπαταρίες μπορούν να εισέλθουν στο επόμενο στάδιο. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, μετά από αυστηρές δοκιμές και έλεγχοι, τα στοιχεία της μπαταρίας μπορούν να αποδώσουν καλύτερα στην επόμενη παραγωγή, βελτιώνοντας σημαντικά την ποιότητα και την αξιοπιστία ολόκληρης της μονάδας μπαταρίας. Βεβαιωθείτε ότι κάθε στοιχείο μπαταρίας μπορεί να αποδώσει καλά στην επόμενη παραγωγή, παρέχοντας μια αξιόπιστη βάση για τη συναρμολόγηση της μονάδας.
(4) Διαδικασία συναρμολόγησης μονάδας
Στο στάδιο της συναρμολόγησης της μονάδας, ο εξαιρετικά αυτοματοποιημένος εξοπλισμός συναρμολόγησης παίζει σημαντικό ρόλο. Οι κυψέλες της μπαταρίας συναρμολογούνται σε μονάδες με τακτοποιημένο τρόπο, ολοκληρώνοντας βήματα όπως η διάταξη των στοιχείων, η συγκόλληση σύρματος και η προσθήκη μονωτικού υλικού. Ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός μπορεί να εξασφαλίσει την ακρίβεια συναρμολόγησης και την ταχύτητα κάθε ενότητας, βελτιώνοντας την απόδοση παραγωγής. Για παράδειγμα, στη διαδικασία της διάταξης των στοιχείων της μπαταρίας, η ακριβής μηχανική τοποθέτηση εξασφαλίζει ομοιόμορφη απόσταση μεταξύ των στοιχείων, κάτι που είναι ευεργετικό για την απαγωγή θερμότητας και τη βελτίωση της απόδοσης. Η συγκόλληση των καλωδίων σύνδεσης απαιτεί εξοπλισμό συγκόλλησης υψηλής ακρίβειας για τη διασφάλιση μιας σταθερής και αξιόπιστης σύνδεσης, τη μείωση της αντίστασης και τη βελτίωση της απόδοσης μετάδοσης ενέργειας. Η προσθήκη μονωτικών υλικών μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη διαρροή και τα βραχυκυκλώματα και να βελτιώσει την ασφάλεια των μονάδων μπαταρίας.
(5) Τεχνολογία αντιστοίχισης κυττάρων
Προκειμένου να βελτιωθεί η συνολική απόδοση, η γραμμή παραγωγής της μονάδας μπαταρίας τετράγωνου κελύφους PACK υιοθετεί την τεχνολογία αντιστοίχισης κυψελών. Με την ακριβή αντιστοίχιση της απόδοσης των στοιχείων της μπαταρίας, διασφαλίζεται η συνοχή κάθε μονάδας κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης. Αυτό είναι σαν να δημιουργείς μια εξαιρετική μπάντα, όπου κάθε όργανο πρέπει να είναι συντονισμένο και συνεπές για να παίζει όμορφη μουσική. Για παράδειγμα, η αντιστοίχιση με βάση παραμέτρους όπως η χωρητικότητα της κυψέλης και η εσωτερική αντίσταση επιτρέπει στις κυψέλες σε κάθε μονάδα να λειτουργούν συγχρονισμένα κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, μειώνοντας την απώλεια ενέργειας και βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση και τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων της μπαταρίας.
(6) Βήματα επιθεώρησης συσκευασίας και ποιότητας
Μετά την ολοκλήρωση της συναρμολόγησης της μονάδας, το προϊόν εισέρχεται στο στάδιο της συσκευασίας. Ταυτόχρονα, διενεργείται πλήρης ποιοτικός έλεγχος στα εξαρτήματα της μπαταρίας για να διασφαλιστεί ότι τα προϊόντα πληρούν τα πρότυπα ποιότητας. Κατά τη διαδικασία συσκευασίας, χρησιμοποιούνται φιλικά προς το περιβάλλον και ανθεκτικά υλικά συσκευασίας για την προστασία του προϊόντος από ζημιές κατά τη μεταφορά και την αποθήκευση, ενώ παράλληλα πληρούν τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Η διαδικασία ποιοτικού ελέγχου διενεργεί μια ολοκληρωμένη επιθεώρηση της εμφάνισης και της λειτουργικότητας του προϊόντος, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου για γρατσουνιές στο εξωτερικό περίβλημα, ασφαλών συνδέσεων και συμμόρφωσης με τα πρότυπα απόδοσης. Για να διασφαλιστεί ότι οι χρήστες λαμβάνουν προϊόντα υψηλής ποιότητας και αξιόπιστης μπαταρίας.
(7) Διαδικασία δοκιμής τελικού προϊόντος
Η δοκιμή του τελικού προϊόντος πραγματοποιείται στη γραμμή παραγωγής, η οποία δοκιμάζει διεξοδικά την ηλεκτρική απόδοση, την ασφάλεια και άλλες πτυχές της συνολικής μονάδας μπαταρίας PACK. Αυτό το βήμα είναι σαν την τελική δοκιμή του προϊόντος, διασφαλίζοντας το επίπεδο ποιότητας πριν φύγετε από το εργοστάσιο και ικανοποιώντας τις ανάγκες της αγοράς και των πελατών. Για παράδειγμα, διεξαγωγή δοκιμών ηλεκτρικής απόδοσης για να ελεγχθεί εάν η χωρητικότητα, η τάση, η εσωτερική αντίσταση και άλλες παράμετροι της μονάδας μπαταρίας πληρούν τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Πραγματοποιήστε δοκιμές ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένης της απόδοσης υπό υπερφόρτιση, υπερφόρτιση, βραχυκύκλωμα, υψηλή θερμοκρασία και άλλες συνθήκες. Μόνο προϊόντα που έχουν περάσει αυτές τις αυστηρές δοκιμές μπορούν να εισέλθουν στην αγορά και να παρέχουν αξιόπιστη υποστήριξη ισχύος στους χρήστες.
4. Σχεδιαστική θήκη τετράγωνης μονάδας μπαταρίας
(1) Σχεδιασμός μονάδας μπαταρίας SAIC-GM Ultium
1. Εισαγωγή στα χαρακτηριστικά τριών τύπων ενοτήτων
Ο σχεδιασμός της μονάδας μπαταρίας Ultium της SAIC GM έχει μοναδικά χαρακτηριστικά. Αποτελείται από μια μπαταρία μαλακής συσκευασίας και δύο τετράγωνες κυψέλες διαφορετικού πάχους για να σχηματίσουν τη βάση της μπαταρίας, γεγονός που καθιστά τη μονάδα συμβατή ως προς το συνολικό μέγεθος. Είτε σε διαφορετικά μοντέλα ηλεκτρικών οχημάτων είτε σε διαφορετικά σενάρια χρήσης, μπορεί να εφαρμοστεί με ευελιξία.
Και οι τρεις μονάδες υιοθετούν τη μέθοδο ψύξης με ενσωματωμένη μονάδα, η οποία ενσωματώνει την υδρόψυκτη πλάκα στο κάτω μέρος. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη θερμοκρασία της μπαταρίας, να βελτιώσει την απόδοση και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Σύμφωνα με σχετικά δεδομένα, οι μονάδες μπαταρίας που χρησιμοποιούν ενσωματωμένη μονάδα ψύξης μπορούν να μειώσουν τη θερμοκρασία της μπαταρίας περισσότερο από 10% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους ψύξης.
Η μονάδα τετράγωνου κελύφους υιοθετεί μια μέθοδο εξόδου δύο τερματικών, ενώ η μονάδα soft pack υιοθετεί μια μέθοδο εξόδου ενός τερματικού. Αυτός ο σχεδιασμός καθιστά το Pack συμβατό με δύο διαφορετικές συνδέσεις ζυγών υψηλής τάσης και ο συνολικός σχεδιασμός είναι απλοποιημένος λόγω της απουσίας γραμμών δειγματοληψίας και επικοινωνίας χαμηλής τάσης. Αυτό όχι μόνο μειώνει το κόστος παραγωγής, αλλά βελτιώνει και την αποδοτικότητα της παραγωγής.
2. Επίδειξη σχεδίασης μονάδας τετράγωνου κελύφους
Η SAIC General Motors έχει δείξει ξεκάθαρα την τετράγωνη μπαταρία του Ultium, η οποία χωρίζεται κυρίως σε δύο διαφορετικά πάχη μπαταριών (με το ίδιο ύψος και πλάτος). Στο σχεδιασμό της βαλβίδας εκκένωσης για τις κυψέλες μπαταρίας, δύο τύποι μπαταριών έχουν υποστεί διαφορετικές επεξεργασίες. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την ασφάλεια των μπαταριών και να αποτρέψει τις εκρήξεις σε περίπτωση υπερφόρτισης, υπερφόρτισης, βραχυκυκλώματος και άλλων καταστάσεων.
Όσον αφορά την προστασία από τη θερμική διαρροή, λαμβάνονται κυρίως τα ακόλουθα μέτρα: χρησιμοποιούνται μονωτικά υλικά για την προστασία της απόστασης μεταξύ κάθε στοιχείου μπαταρίας και φύλλα μαρμαρυγίας χρησιμοποιούνται για να μπλοκάρουν τη βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης πάνω από το στοιχείο μπαταρίας. Αυτό διασφαλίζει την ασφάλεια της μπαταρίας ακόμα κι αν το επάνω κάλυμμα της μονάδας μπαταρίας είναι πλαστικό. Εν τω μεταξύ, η ενσωματωμένη ψύξη μπορεί επίσης να συμβάλει στη βελτίωση της απαγωγής θερμότητας των στοιχείων της μπαταρίας σε κανονικές και θερμικές καταστάσεις εκκένωσης, να μειώσει τη θερμοκρασία της μπαταρίας και να βελτιώσει την απόδοση και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Δεν υπάρχει σχεδιασμός διεπαφής χαμηλής τάσης σε αυτήν την ενότητα και το προεξέχον τμήμα μπορεί να είναι το PCBA της ασύρματης CMU που έχει τοποθετηθεί. Αυτό το τμήμα τροφοδοτείται και γίνεται δειγματοληψία μέσω FPC και γεφυρώνεται πρώτα. Αυτός ο σχεδιασμός όχι μόνο βελτιώνει την ενσωμάτωση των μονάδων μπαταρίας, αλλά και μειώνει το κόστος παραγωγής.
3. Επεξήγηση του σχεδιασμού της ενότητας Soft Package
Ο σχεδιασμός της μονάδας soft pack δεν ήταν το επίκεντρο της σχεδίασης που κυκλοφόρησε στην Κίνα, επομένως μόνο μία μονάδα εμφανίστηκε χωρίς ανατομή. Η μονάδα soft pack και η μονάδα τετράγωνου κελύφους έχουν το ίδιο μέγεθος και το ίδιο σημείο εγκατάστασης και έχουν υποστεί επεξεργασία με την ίδια έξοδο τερματικού στη διεπαφή εξόδου διαύλου της μονάδας. Λόγω του χώρου στην κατεύθυνση Z της μονάδας, δεν υπάρχει ορατή προεξέχουσα δομή της ασύρματης CMU εδώ.
Ο σχεδιασμός της μονάδας soft pack παρουσιάζει την κίνηση των στοιχείων της μπαταρίας και τη σχεδίαση, η οποία είναι στην πραγματικότητα αρκετά παρόμοια με την έννοια της συμβατότητας μεταξύ του soft pack MEB και του τετράγωνου κελύφους της Volkswagen. Λόγω της μονάδας μαλακής συσκευασίας, η General Motors έχει οργανώσει δύο ιδέες στοίβαξης με διαφορετικές κατευθύνσεις, σχεδιασμένες με διαφορετικά ύψη και χωρητικότητες, παρέχοντας στους χρήστες περισσότερες επιλογές.
(2) Σχεδιασμός μπαταρίας έκδοσης Tesla LFP Model 3
1. Περιγραφή μεγέθους σχεδίου συμβατότητας μονάδας
Η μονάδα μπαταρίας έκδοσης Tesla LFP Model 3 υιοθετεί συμβατό σχεδιασμό, με δύο διαφορετικές διαμορφώσεις 25 κυψελών και 28 κυψελών, συνολικά 106 κυψελών, κατασκευασμένες σε δύο προδιαγραφές μονάδων για να είναι συμβατές με την αρχική σχεδίαση τριπλής μονάδας. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το κόστος παραγωγής και να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής.
Σύμφωνα με σχετικά δεδομένα, οι μονάδες μπαταριών με αυτόν τον συμβατό σχεδιασμό μπορούν να μειώσουν το κόστος παραγωγής κατά περισσότερο από 20% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά σχέδια. Ταυτόχρονα, αυτός ο σχεδιασμός μπορεί επίσης να βελτιώσει την απόδοση και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις των χρηστών για τη γκάμα των ηλεκτρικών οχημάτων.
2. Εισαγωγή στη Σχεδίαση Πλάκας Ψύξης Νερού και Δομής Εγκατάστασης
Η υδρόψυκτη πλάκα είναι ενσωματωμένη στο κάτω μέρος της μονάδας και έχει μια πλήρη εξωτερική δομή που ταιριάζει με αυτήν την υδρόψυκτη πλάκα. Αφενός δίνει στο δομοστοιχείο επαρκή μηχανική αντοχή και αφετέρου έχει επίσης επαρκή απόσταση μόνωσης. Η κύρια λειτουργία των υδρόψυκτων πλακών στο LFP είναι η θέρμανση σε χαμηλή θερμοκρασία και στις επόμενες εκδόσεις NCM, το ζήτημα της απαγωγής θερμότητας πρέπει να αντιμετωπιστεί.
Η κύρια πρόκληση στο σχεδιασμό κυψελών μπαταρίας πάχους 82 mm είναι πώς να επιτύχετε εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση 250 kW. Σε αυτό το σχέδιο, λόγω του ύψους των τετράγωνων κελιών της μπαταρίας και των αντίστοιχων πλακών δειγματοληψίας και μόνωσης της μονάδας, η Tesla έχει προσαρμόσει τη διάταξη της πλακέτας δειγματοληψίας CMU. Δεν βρίσκεται στο αρχικό τμήμα της μονάδας, αλλά στη λειτουργία επέκτασης της ευέλικτης πλακέτας κυκλώματος. Εδώ, χρησιμοποιείται μόνο το κομμένο τμήμα.
3. Επεξήγηση της προσαρμογής διάταξης δείγματος δειγματοληψίας CMU
Λόγω του ύψους των κελιών της τετράγωνης μπαταρίας και των αντίστοιχων πλακών δειγματοληψίας και μόνωσης της μονάδας, η Tesla προσάρμοσε τη διάταξη της πλακέτας δειγματοληψίας CMU και υιοθέτησε μια ευέλικτη λειτουργία επέκτασης πλακέτας κυκλώματος. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το κόστος παραγωγής και να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής.
Σύμφωνα με σχετικά στοιχεία, η διάταξη των πλακών δειγματοληψίας CMU με χρήση ευέλικτης λειτουργίας επέκτασης πλακέτας κυκλώματος μπορεί να μειώσει το κόστος παραγωγής κατά περισσότερο από 15% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά σχέδια. Ταυτόχρονα, αυτός ο σχεδιασμός μπορεί επίσης να βελτιώσει την ενσωμάτωση των μονάδων μπαταρίας, να μειώσει το βάρος των μονάδων μπαταρίας και να αυξήσει την εμβέλεια των ηλεκτρικών οχημάτων.
5. Η τάση ανάπτυξης της τεχνολογίας τετράγωνης μονάδας μπαταρίας κελύφους
(1) Χαρακτηριστικά αυτοματοποιημένης γραμμής παραγωγής
1. Αποτελεσματική παραγωγή
Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας, ο ρόλος των αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγής στην παραγωγή μονάδων μπαταριών τετράγωνου κελύφους έχει γίνει όλο και πιο εμφανής. Μετά την εισαγωγή των ρομπότ και του εξοπλισμού αυτοματισμού, η αποδοτικότητα της παραγωγής έχει βελτιωθεί σημαντικά. Για παράδειγμα, στη διαδικασία συναρμολόγησης μονάδων κυψελών μπαταρίας, ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός μπορεί να ολοκληρώσει πολύπλοκες λειτουργίες με εξαιρετικά γρήγορη ταχύτητα, συντομεύοντας σημαντικά τον κύκλο παραγωγής. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, σε σύγκριση με τις παραδοσιακές χειροκίνητες λειτουργίες, οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής μπορούν να ολοκληρώσουν πολλές φορές ή και δεκάδες φορές τον φόρτο εργασίας ταυτόχρονα, καλύπτοντας την αυξανόμενη ζήτηση για μονάδες μπαταρίας στην αγορά. Αυτό όχι μόνο βελτιώνει την παραγωγική ικανότητα της επιχείρησης, αλλά και προσαρμόζεται καλύτερα στο ταχέως μεταβαλλόμενο περιβάλλον της αγοράς.
2. Μειώστε το κόστος εργασίας
Η εφαρμογή αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγής μειώνει την εξάρτηση από μεγάλο αριθμό εργαζομένων, μειώνοντας έτσι το κόστος εργασίας. Στον παραδοσιακό τρόπο παραγωγής, απαιτείται μεγάλος αριθμός εργαζομένων για επαναλαμβανόμενη εργασία, η οποία όχι μόνο οδηγεί σε υψηλό κόστος εργασίας, αλλά δυσκολεύει επίσης τη διασφάλιση της αποδοτικότητας και της ποιότητας της παραγωγής. Οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής μπορούν να επιτύχουν μη επανδρωμένη ή λιγότερο επανδρωμένη παραγωγή, απαιτώντας μόνο μικρό αριθμό τεχνικού προσωπικού για παρακολούθηση και συντήρηση. Ταυτόχρονα, η λειτουργία των αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγής είναι πιο σταθερή, μειώνοντας τις διακυμάνσεις της παραγωγής και τα σφάλματα που προκαλούνται από ανθρώπινους παράγοντες, βελτιώνοντας περαιτέρω την αποδοτικότητα της παραγωγής και την ποιότητα των προϊόντων.
3. Βελτιώστε τη σταθερότητα της ποιότητας των προϊόντων
Η ακριβής μηχανική λειτουργία και ο αυστηρός ποιοτικός έλεγχος είναι το κλειδί για τη διασφάλιση της συνέπειας και της ακρίβειας των προϊόντων στις αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής. Ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός μπορεί να ολοκληρώσει κάθε διαδικασία παραγωγής με ενέργειες υψηλής ακρίβειας, διασφαλίζοντας την ακρίβεια συναρμολόγησης και την ποιότητα των μονάδων κυψελών μπαταρίας. Για παράδειγμα, στη διαδικασία συγκόλλησης των καλωδίων σύνδεσης, ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός συγκόλλησης μπορεί να εξασφαλίσει τη σταθερότητα και την αξιοπιστία των σημείων συγκόλλησης, να μειώσει την αντίσταση και να βελτιώσει την απόδοση της μετάδοσης ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής μπορούν επίσης να παρακολουθούν και να ανιχνεύουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας. Μόλις εντοπιστούν προβλήματα, μπορούν να προσαρμοστούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία έγκαιρα. Αυτό βοηθά στον έγκαιρο εντοπισμό και επίλυση προβλημάτων, βελτιώνοντας τη σταθερότητα της ποιότητας των προϊόντων.
4. Ενίσχυση ασφάλειας
Η διαδικασία συναρμολόγησης των τετράγωνων μονάδων μπαταρίας περιλαμβάνει υλικά υψηλής τάσης και υψηλής ενεργειακής πυκνότητας και η χειροκίνητη λειτουργία μπορεί να εγκυμονεί κινδύνους για την ασφάλεια. Οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής μειώνουν τους λειτουργικούς κινδύνους και βελτιώνουν την ασφάλεια της παραγωγής υιοθετώντας μέτρα προστασίας ασφάλειας και έξυπνα συστήματα ελέγχου. Για παράδειγμα, στη διαδικασία δοκιμών των μονάδων μπαταρίας, ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός δοκιμών μπορεί να ελέγξει πλήρως την ηλεκτρική απόδοση και την ασφάλεια της μπαταρίας, διασφαλίζοντας ότι το προϊόν πληροί τα πρότυπα ασφαλείας. Ταυτόχρονα, τα έξυπνα συστήματα ελέγχου μπορούν να παρακολουθούν τους κινδύνους ασφαλείας στη διαδικασία παραγωγής σε πραγματικό χρόνο. Μόλις εντοπιστούν μη φυσιολογικές καταστάσεις, μπορούν να ληφθούν έγκαιρα μέτρα για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του προσωπικού παραγωγής.
5. Αυξημένη ευελιξία
Ο αρθρωτός σχεδιασμός επιτρέπει στην αυτοματοποιημένη γραμμή παραγωγής να έχει ισχυρή ευελιξία και μπορεί να προσαρμοστεί σύμφωνα με διαφορετικές απαιτήσεις προϊόντος και αλλαγές διαδικασίας. Για παράδειγμα, όταν η ζήτηση της αγοράς αλλάζει, οι επιχειρήσεις μπορούν γρήγορα να παράγουν προϊόντα που ανταποκρίνονται στη ζήτηση της αγοράς, προσαρμόζοντας τον συνδυασμό μονάδων αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγής. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει στη γραμμή παραγωγής να προσαρμόζεται στις αλλαγές της αγοράς και να ανταποκρίνεται σε διαφορετικές ανάγκες παραγωγής. Ταυτόχρονα, ο αρθρωτός σχεδιασμός διευκολύνει επίσης τη συντήρηση και την αναβάθμιση των γραμμών παραγωγής, μειώνοντας το λειτουργικό κόστος των επιχειρήσεων.
6. Προστασία του περιβάλλοντος και εξοικονόμηση ενέργειας
Οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής συμβάλλουν στην επίτευξη περιβαλλοντικής προστασίας και εξοικονόμησης ενέργειας βελτιστοποιώντας τις διαδικασίες παραγωγής και μειώνοντας την περιττή σπατάλη ενέργειας. Για παράδειγμα, στη διαδικασία παραγωγής, ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός μπορεί να προσαρμόσει την κατανάλωση ενέργειας εύλογα σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες, αποφεύγοντας τη σπατάλη ενέργειας. Επιπλέον, οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής μπορούν επίσης να μειώσουν τα απόβλητα και τις εκπομπές ρύπων κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας, κάτι που συνάδει με την αναπτυξιακή τάση της πράσινης παραγωγής. Αυτό δεν είναι μόνο ωφέλιμο για την προστασία του περιβάλλοντος, αλλά και για τη δημιουργία καλής κοινωνικής εικόνας για τις επιχειρήσεις και την ενίσχυση της ανταγωνιστικότητάς τους.
(2) Prospect of Square Stacking Process
1. Συγκριτική ανάλυση διεργασιών ελασματοποίησης και περιέλιξης
Η διαδικασία περιέλιξης κυριαρχεί εδώ και καιρό στον τομέα των μπαταριών ισχύος, κυρίως λόγω της υψηλής απόδοσης παραγωγής και του χαμηλού κόστους. Από την προοπτική της ιστορίας ανάπτυξης, η τεχνολογία περιέλιξης έχει εφαρμοστεί από τις μπαταρίες των καταναλωτών και έχει περάσει από τη διαδικασία ανάπτυξης από μηχανές χειροκίνητης περιέλιξης, ημιαυτόματες μηχανές περιέλιξης έως πλήρως αυτόματες μηχανές περιέλιξης, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση παραγωγής. Στη διαδικασία ανάπτυξης από μπαταρίες καταναλωτών σε μπαταρίες ισχύος, η τεχνολογία περιέλιξης ακολούθησε επίσης το παράδειγμα και χρησιμοποιείται ευρέως σε τετράγωνες και κυλινδρικές μπαταρίες. Επί του παρόντος, η συνολική εγκατεστημένη χωρητικότητα τετραγωνικών μπαταριών ισχύος για οχήματα νέας ενέργειας στην Κίνα είναι περίπου 42,25 GWh, αντιπροσωπεύοντας το 74,1% της συνολικής εγκατεστημένης ισχύος, οι περισσότερες από τις οποίες χρησιμοποιούν τεχνολογία περιέλιξης. Αντίθετα, η διαδικασία πλαστικοποίησης εφαρμόζεται επί του παρόντος κυρίως στον τομέα των μπαταριών μαλακής συσκευασίας με μικρότερο μερίδιο αγοράς. Η διαδικασία πλαστικοποίησης έχει προφανή μειονεκτήματα όπως χαμηλή απόδοση παραγωγής, υψηλή πολυπλοκότητα διαδικασίας, δύσκολος ποιοτικός έλεγχος, μεγάλο αποτύπωμα εξοπλισμού και υψηλή αναλογία επένδυσης ανά βατώρα. Επί του παρόντος, η απόδοση της εγχώριας βιομηχανίας μηχανών πλαστικοποίησης είναι γενικά 1-1.2 δευτερόλεπτα ανά τεμάχιο ανά μεμονωμένο σταθμό. Μόνο όταν η απόδοση βελτιωθεί σε περίπου 0,2 δευτερόλεπτα ανά τεμάχιο, η διαδικασία πλαστικοποίησης μπορεί να είναι συγκρίσιμη σε κόστος με τη διαδικασία περιέλιξης.
2. Μεγαλύτερο μέγεθος μπαταρίας και πλεονεκτήματα στοίβαξης
Με την ανάπτυξη των ηλεκτρικών οχημάτων, οι εταιρείες αρχίζουν να αναπτύσσουν σασί, μονάδες μπαταριών και μεγέθη κυψελών για ηλεκτρικά οχήματα. Η πλατφόρμα MEB της Volkswagen είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα, όπου τα μεγέθη των μονάδων και των κυψελών των μπαταριών της αυξάνονται. Η βιομηχανία πιστεύει γενικά ότι οι μεγάλες μονάδες και οι μεγάλες μπαταρίες είναι η τάση ανάπτυξης των μελλοντικών μπαταριών ισχύος. Καθώς οι μπαταρίες γίνονται μεγαλύτερες, η διαδικασία περιέλιξης θα γίνεται όλο και πιο δύσκολη να επιτευχθεί. Η πλαστικοποιημένη διαδικασία έχει σημαντικά πλεονεκτήματα στην απόδοση. Υπό τις ίδιες συνθήκες, η πολυστρωματική διαδικασία μπορεί να αυξήσει την πυκνότητα ενέργειας της μπαταρίας κατά 5%, τη διάρκεια ζωής του κύκλου κατά 10% και το κόστος κατά 5%. Για παράδειγμα, ο Yang Hongxin, ο γενικός διευθυντής της Honeycomb Energy, εισήγαγε ότι η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών που παράγονται από πλαστικοποιημένη τεχνολογία είναι υψηλότερη, γεγονός που μπορεί να καλύψει τη ζήτηση ηλεκτρικών οχημάτων για αυτονομία. Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, μειώνοντας το κόστος χρήσης του χρήστη. Το χαμηλότερο κόστος έχει βελτιώσει την ανταγωνιστικότητα των επιχειρήσεων.
3. Ανακάλυψη στον εξοπλισμό για την παραγωγή πλαστικοποιημένης διαδικασίας
Η Honeycomb Energy έχει κάνει σημαντικές ανακαλύψεις στην ανάπτυξη πολυστρωματικού εξοπλισμού παραγωγής. Επί του παρόντος, έχει ολοκληρωθεί η ανάπτυξη και η εισαγωγή μιας περιστρεφόμενης μηχανής πλαστικοποίησης υψηλής ταχύτητας 45 μοιρών, με απόδοση πλαστικοποίησης ενός σταθμού έως και 0,6 δευτερόλεπτα ανά φύλλο. Ταυτόχρονα, η κηρήθρα ολοκλήρωσε την επαλήθευση μιας ενιαίας ταχύτητας σταθμού 0,45s/τεμάχιο και την ανάπτυξη και κατασκευή πρωτοτύπων. Αναμένεται ότι ένας εξοπλισμός πλαστικοποίησης ενός σταθμού με ταχύτητα 0.25s/τεμάχιο μπορεί να αναπτυχθεί από 2{{10}}23. Μέχρι τις 2023, η διαδικασία πλαστικοποίησης με εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα {0,25 δευτερολέπτων θα λύσει αποτελεσματικά το πρόβλημα απόδοσης της διαδικασίας πλαστικοποίησης και αναμένεται να ξεπεράσει την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας περιέλιξης. Για παράδειγμα, η γραμμή παραγωγής πρώτης φάσης της Honeycomb Energy στο εργοστάσιο Jintan στο Changzhou έχει αναβαθμιστεί σε απόδοση παραγωγής ενός σταθμού 0.6 δευτερόλεπτα ανά τεμάχιο και η ικανότητα παραγωγής θα φτάσει τις 4 GWh το 2021. Η δεύτερη φάση μπορεί να επιτύχει στοίβαξη υψηλής ταχύτητας σε 0,45 δευτερόλεπτα, με παραγωγική ικανότητα 8 GWh έως το 2022. Επιπλέον, ο εξοπλισμός παραγωγής τεχνολογίας πλαστικοποίησης 0.{22}}δεύτερης υψηλής ταχύτητας της Honeycomb Energy παράγεται σε συνεργασία με ξένες προμηθευτές εξοπλισμού, ενώ ο 0.45-δεύτερος εξοπλισμός έχει σχεδιαστεί ανεξάρτητα από την Honeycomb Energy. Έχουν υποβληθεί αίτηση για περισσότερα από 10 σχετικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας και θα αναπτυχθεί από κοινού με δύο προμηθευτές εξοπλισμού στο μέλλον.
6. Δυσκολίες στο σχεδιασμό και τη διαδικασία τετράγωνων μονάδων μπαταρίας κελύφους
(1) Δυσκολίες της μπαταρίας Nezha Tiangong
1. Ανάλυση δομικών δυσκολιών σχεδιασμού
Το Tiangong Battery αντιμετωπίζει πολλές δομικές δυσκολίες σχεδιασμού στη διαδικασία ολοκλήρωσης χωρίς λειτουργική μονάδα. Κατά το σχεδιασμό μπαταριών τετράγωνου κελύφους CTC, η συνολική προστασία υπό θερμική διαφυγή είναι μια βασική πρόκληση. Ένα τριαδικό στοιχείο μπαταρίας με ενεργειακή πυκνότητα 246 Wh/kg έχει τεράστια ενέργεια και ένα στοιχείο μπαταρίας κοντά στο 1kWh απελευθερώνει έντονη θερμότητα. Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, η Tiangong Battery έχει λάβει μια σειρά μέτρων. Πρώτον, χρησιμοποιείται ένα μόνο κομμάτι μονωτικού φύλλου για την προστασία του άνω καλύμματος του σύνθετου υλικού, προκειμένου να αποφευχθεί σοβαρή ζημιά στο πακέτο μπαταριών που προκαλείται από τη θερμότητα κατά τη θερμική διαρροή. Ταυτόχρονα, για τον σχεδιασμό του δίσκου με χαμηλές άκρες, χρησιμοποιείται ειδικά κάλυμμα από σύνθετο υλικό. Αφενός, μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την ικανότητα κάλυψης των άκρων και, αφετέρου, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι το μονωτικό υλικό μπορεί να προστατεύσει το κάλυμμα από ζημιά κατά τη θερμική διαφυγή.
Επιπλέον, ο σχεδιασμός της μονάδας μορφής πλέγματος του Tiangong Battery έφερε επίσης προκλήσεις στον δομικό σχεδιασμό. Αυτός ο σχεδιασμός πρέπει να γεμίζει θερμομονωτικό υλικό αερογέλης χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας χώρου μεταξύ των ηλεκτρικών πυρήνων και ταυτόχρονα πρέπει να επιτυγχάνει θερμική μόνωση άνω των 1000 μοιρών, επιβραδυντικό φλόγας UL94 V0, στρατιωτική βιομηχανική ηλεκτρική προστασία με σχεδιασμό ασφάλειας πλεονασμού ηλεκτρικής μόνωσης 800V, σχεδιασμός πλεονασμού βραχυκυκλώματος δειγματοληψίας, σχεδιασμός ασφάλειας πλεονασμού μονάδας και βραχυκυκλώματος, καθώς και δομική προστασία τύπου διαμερίσματος ελαφρού πλαισίου αλουμινίου υψηλής αντοχής, ασφάλειας δομής επέκτασης άνω των 2000N και εξαιρετικά ενσωματωμένη προσαρμοσμένη μεγάλη μονάδα. Αυτές οι απαιτήσεις θέτουν εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για την επιλογή των υλικών και την ακρίβεια των διαδικασιών.
2. Διερεύνηση Δυσκολιών στο Σύστημα Διαχείρισης Μπαταριών
Μετά την ένταξή του στη διαχείριση cloud, το σύστημα διαχείρισης μπαταριών της Tiangong Battery αντιμετωπίζει δυσκολίες όπως η εκτίμηση αλγορίθμου SOH με βάση το cloud που βασίζεται σε μεγάλο όγκο εξαγωγής δεδομένων. Η διαχείριση cloud απαιτεί μεγάλο όγκο συλλογής δεδομένων και μεταφόρτωση υψηλής ταχύτητας σε πλατφόρμες διακομιστών, γεγονός που θέτει προκλήσεις για τη σταθερότητα και την ασφάλεια της μετάδοσης δεδομένων. Ταυτόχρονα, το πώς να εξαγάγετε με ακρίβεια χρήσιμες πληροφορίες από τεράστια δεδομένα και να εκτελέσετε εκτίμηση αλγορίθμου SOH με βάση το cloud για την επίτευξη καλύτερης διαχείρισης των μπαταριών είναι επίσης μια τεχνική πρόκληση.
Στο σύστημα του οχήματος, ο αλγόριθμος BMS πρέπει να παρέχει πιο βασική κατάσταση λειτουργίας της μπαταρίας, σε συνδυασμό με ελεγκτές τομέα και αλγόριθμους βασισμένους στο cloud για τη διαχείριση της μπαταρίας. Αυτό απαιτεί αποτελεσματική και ακριβή συνεργασία μεταξύ διαφορετικών αλγορίθμων για την αποφυγή συγκρούσεων ή λανθασμένων εκτιμήσεων. Επιπλέον, με τη συνεχή συσσώρευση δεδομένων μπαταρίας, ο τρόπος αποτελεσματικής αποθήκευσης, διαχείρισης και ανάλυσης των δεδομένων για τη συνεχή βελτιστοποίηση του συστήματος διαχείρισης μπαταρίας είναι επίσης μια μακροπρόθεσμη πρόκληση.
(2) Δυσκολίες στη συγκόλληση με λέιζερ της μονάδας τετράγωνου κελύφους μπαταρίας αποθήκευσης ενέργειας
1. Επεξήγηση των δυσκολιών συγκόλλησης για τετράγωνο κέλυφος μπάρα μονάδας μπαταρίας PACK
Υπάρχουν πολλαπλές δυσκολίες στη συγκόλληση του ζυγού της μονάδας PACK μπαταρίας τετράγωνου κελύφους αποθήκευσης ενέργειας. Πρώτον, τα λεπτά υλικά είναι ένα σημαντικό ζήτημα, καθώς η εικονική συγκόλληση είναι επιρρεπής όταν στοιβάζονται και συγκολλούνται πολλά κομμάτια, με αποτέλεσμα ανεπαρκή αντοχή και κακή αγωγιμότητα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα λεπτά υλικά έχουν ανομοιόμορφη μεταφορά θερμότητας κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, η οποία μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε ασταθή συγκόλληση. Επιπλέον, το ανεπαρκές πλάτος σύνδεσης ραφής συγκόλλησης μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ανεπαρκή αντοχή, επηρεάζοντας τη συνολική απόδοση της μονάδας μπαταρίας.
Αυτές οι δυσκολίες αποτελούν απειλή για την ασφάλεια και την αξιοπιστία των μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας. Εάν η ποιότητα συγκόλλησης δεν πληροί τα πρότυπα, ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα όπως ασταθές ρεύμα, υπερβολική θέρμανση, ακόμη και ατυχήματα ασφαλείας κατά τη χρήση της μπαταρίας.
2. Προτεινόμενες λύσεις
Για την αντιμετώπιση αυτών των δυσκολιών έχουν προταθεί μια σειρά λύσεων. Πρώτον, ο έλεγχος της επιπεδότητας των εισερχόμενων υλικών είναι ζωτικής σημασίας. Μέσω αυστηρής ποιοτικής επιθεώρησης και ελέγχου, βεβαιωθείτε ότι η επιπεδότητα των υλικών συγκόλλησης πληροί τις απαιτήσεις και μειώστε τα εικονικά προβλήματα συγκόλλησης που προκαλούνται από ανομοιόμορφα υλικά. Δεύτερον, σχεδίαση φωτιστικών με εξαιρετική απόδοση και έλεγχο του κενού σύσφιξης. Ο σχεδιασμός του εξαρτήματος θα πρέπει να μπορεί να στερεώνει με ακρίβεια το υλικό συγκόλλησης, να εξασφαλίζει σταθερότητα κατά τη διαδικασία συγκόλλησης και να αποφεύγει υπερβολικά ή ανομοιόμορφα κενά που μπορεί να επηρεάσουν την ποιότητα της συγκόλλησης.
Η χρήση λέιζερ ινών μικρού πυρήνα και η συγκόλληση με ταλάντευση είναι επίσης αποτελεσματικές λύσεις. Τα λέιζερ ινών μικρού πυρήνα μπορούν να παρέχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, καθιστώντας τη συγκόλληση πιο ακριβή. Η ταλαντευόμενη συγκόλληση μπορεί να επεκτείνει το πλάτος της ένωσης συγκόλλησης και να βελτιώσει την αντοχή συγκόλλησης. Μέσω της ολοκληρωμένης εφαρμογής αυτών των λύσεων, μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά η ποιότητα συγκόλλησης της ράβδου της μονάδας PACK μπαταρίας τετράγωνης αποθήκευσης ενέργειας, ενισχύοντας την ασφάλεια και την αξιοπιστία της μπαταρίας.