Kas yra baterijų skyrius?
"Skyrius"reiškia struktūrinę bazę, esančią akumuliatoriaus bloke, kuri laiko ir tvarko elementus. Skamba paprastai, tačiau tikslus šio termino apibrėžimas įvairiose įmonėse labai skiriasi. Kai buvau „Rivian“, visi jį vadino „ląstelių nešiotoju“. Po to, kai persikėliau į Korėjos 1 pakopos tiekėją, visuose vidiniuose dokumentuose jis buvo vadinamas „modulio korpusu“. Tas pats, kitoks pavadinimas.
Šioje pramonėje dirbu 11 metų ir turbūt skyriaus projektavimui skyriau daugiau laiko nei bet kuriam kitam posistemiui. Taip yra ne todėl, kad pati technologija yra ypač sudėtinga; taip yra todėl, kad jis glaudžiai susijęs su beveik viskuo kitu. Pakeiskite vieną skyriaus matmenį ir turėsite iš naujo-paleisti terminį, konstrukcinį ir surinkimo modeliavimą.
Leiskite man sutelkti dėmesį į ląstelių išsipūtimo jėgą - štai čia aš įžengiau į daugiausiai spąstų.
Visi žino, kad prizminės ląstelės išsipučia įkrovimo / iškrovimo ciklų metu, tačiau kiek jie iš tikrųjų išsipučia, labai skiriasi priklausomai nuo tiekėjo duomenų. Mačiau, kad CATL duomenų lapuose teigiama, kad tam tikros talpos pabrinkimas yra 8 %, o Samsung SDI nurodo 12 % panašios ląstelės. Kai paklausi jų inžinierių, jie sako „skirtingos bandymo sąlygos“. Kuris teisingas? Niekas tikrai nežino. Taigi projektuodami visada atsižvelgiame į blogiausio{6}}atvejo reikšmę (12 %), o tada taikome kitą 1,2 karto didesnį saugos koeficientą.
2021 m. dirbau su projektu JAV OĮG (negaliu jų įvardyti). Skyriaus galinės plokštės buvo 2,5 mm štampuoto plieno. Atlikome daugybę CAE iteracijų - įtempiai ir deformacijos atrodė gerai. Tada, praėjus maždaug 14 mėnesių po SOP, prasidėjo lauko gedimai. Kai suplėšėme pakuotes, galinės plokštės buvo akivaizdžiai palinkusios į išorę. Tarp tarpo užpildo ir šaltosios plokštės atsirado tarpai, pakilo šiluminė varža, kai kurios kameros veikė 7–8 laipsniais karščiau nei kaimynai. BMS nepadarė gedimo, nes dar nebuvo pasiekęs slenksčio, tačiau pagreitėjęs senėjimas buvo neišvengiamas. Galiausiai perėjome prie 4 mm štampuoto aliuminio{16}}galinių plokščių ir problema išnyko.(Neminėsiu, kiek atrodė ta pertvarkymo sąskaita.)
Kodėl simuliacija to nepagavo?
Kadangi išpūstas{0}}force apkrovos atvejis, kurį mes įtraukėme į CAE, buvo tiesiog neteisingas. Ląstelių gamintojo duomenys buvo matuojami pastoviu 25 laipsnių kampu. Iš tikrųjų, vasarą automobiliui važinėjant po Finiksą, pakuotės temperatūra reguliariai viršija 45 laipsnius. Elektrolito šiluminis plėtimasis + pagreitintas SEI augimas=faktinė brinkimo jėga, daug didesnė nei duomenų lapo vertė. Niekas nežino tikslaus daugiklio. Po tos nelaimės nebepasitikiu vien tik modeliavimu - dabar privalome kiekvieno naujo dizaino tvirtinimą karštoje{11}}kameroje aukštoje temperatūroje{12}}.
Cilindrinės ląstelės yra visiškai kita istorija.
21700 ar 4680 m. didžioji dalis jų radialinio standumo atsiranda dėl pačios skardinės; ašinis išsiplėtimas yra nedidelis. Pagrindiniai klausimai yra tarpai ir fiksavimo būdas.
„Tesla“ 4680 struktūrinis paketas yra žavus požiūris: elementai yra tiesiogiai suklijuoti su klijais prie viršutinio ir apatinio lakštų, efektyviai paverčiant elementus apkrovą{1}}nešančiais elementais.
Didelis privalumas:pašalinant tradicinio skyriaus svorį.
Didelis minusas:nulinis aptarnavimas - viena bloga ląstelė ir visas paketas yra laužas.
Asmeniškai manau, kad šis{0}}pardavimas puikiai tinka „Tesla“ verslo modeliui (vertikali integracija + „gigacasting“ mąstymas), tačiau jis netinka kiekvienam originalios įrangos gamintojui, kuris teikia pirmenybę aptarnavimui. „Ford“ ir „GM“ inžinieriai, su kuriais kalbėjausi, vis dar reikalauja nuimamų modulių.
Įprasti cilindrinių{0}}ląstelių fiksavimo metodai:
Plastikiniai laikikliai su užsegimu{0}}: pigiausias, puikiai tinka-surinkti didelius kiekius, bet saugokitės, kad nepaslinktų - PA66 GF30 deformuosis veikiant nuolatinei apkrovai virš ~50 laipsnių.
Pabaigos{0}}plokštės suspaudimas: visa eilė abiejuose galuose suspausta tarp kolektoriaus plokščių.
Klijavimas: būtent tai, ką daro Tesla.
Klijavimas turi itin siaurą proceso langą.
Per mažai klijų → nepakankamas sukibimo stiprumas.
Per daug → išsilieja ant ląstelės šoninės sienelės, pažeidžiant šilumos perdavimą.
Kietėjimo laikas yra dar vienas galvos skausmas. Viename projekte naudojome „Henkel“ struktūrinius klijus (kažkas „Loctite“, neprisimenu tikslios klasės), kurie kambario temperatūroje kietėjo 24 valandas, bet mūsų linija leido tik 4 valandas. Galų gale perėjome prie 60 laipsnių / 2 val. šilumos{6}}pagalbinio išgydymo, o tai reiškė, kad pridėjome visą šildymo stotį ir perdarėme linijos išdėstymą.
Greita pastaba apie šiluminės pagalvėlės storį(to dažnai klausiama):
- 0,5 mm padaspaprastai pasiekia 3–5 W/m·K.
- 1,0 mm padasatveria didesnes{0}}laidumo galimybes (kai kurios pasiekia 6–8 W/m·K), tačiau bendra šiluminė varža ne visada geresnė dėl papildomo storio.
Kiekvienu atveju turite nurodyti skaičius. Storesnės pagalvėlės sugeria daugiau tolerancijos-(ką mėgsta ir elementų gamintojai, ir pakuočių gamintojai), tačiau galutinis šiluminis efektyvumas turi būti patvirtintas naudojant tikrą aparatinę įrangą.
Dėl panardinamojo aušinimo skyrių- Neturiu daug patirties-, todėl nespėliosiu. Žinau, kad sandarinimo reikalavimai yra žiaurūs (IP67 ar net IP68), o medžiagų suderinamumas su dielektriniu skysčiu yra labai svarbus - kai kurie plastikai suminkštėja arba išsipučia, kai mirkomi. XING Mobility Taivane įgyvendino daug panardinimo projektų; jų baltosios knygos yra gana išsamios ir verta perskaityti, jei jus domina.
