سلسلة عمليات تصنيع PACK: عملية تصنيع وتشكيل غطاء حزمة بطارية الطاقة الجديدة

في أنظمة طاقة الطاقة الجديدة، لا يوفر هيكل مبيت حزمة البطارية الدعم الهيكلي فحسب، بل يحتاج أيضًا إلى تلبية متطلبات الختم، ومقاومة التآكل، ومقاومة الصدمات، والسلامة الحرارية. باعتبارها مكونًا هيكليًا مهمًا لحزمة البطارية، تؤثر عملية تصنيع الغطاء بشكل مباشر على الموثوقية الإجمالية والتحكم في الوزن وتكلفة التصنيع. في الوقت الحالي، تتضمن طرق تصنيع غطاء حزمة البطارية الشائعة في الصناعة بشكل أساسي ثني الصفائح المعدنية، والختم، وقولبة المواد المركبة. تتميز العمليات المختلفة بخصائصها الخاصة من حيث القوة الهيكلية، وكفاءة الإنتاج، والوزن الخفيف، وتكلفة التصنيع، ويتم اختيارها بناءً على نماذج مركبة محددة ومتطلبات تصميم نظام البطارية. في أنظمة بطاريات الطاقة الحديثة، يتم تصميم هيكل الغطاء عادةً جنبًا إلى جنب مع حزمة البطارية المزودة بغلاف من الألومنيوم أو غلاف منظم متكامل لتحقيق التوازن بين القوة العالية وخفة الوزن.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

أولاً، ثني الصفائح المعدنية هي طريقة شائعة الاستخدام في تصنيع غطاء حزمة بطارية الطاقة. يتم استخدام معالجة الصفائح المعدنية عادةً للصفائح المعدنية ذات سمك أقل من 6 مم، ويتم تشكيل الهيكل من خلال عمليات العمل الباردة مثل القص، واللكم، والثني، واللحام، والتثبيت. تُصنع أغطية البطاريات عادةً من سبائك الألومنيوم أو صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد-. يتم تشكيل الهيكل الأساسي عن طريق الثني، يليه اللحام الكامل للمفاصل باستخدام اللحام بالليزر، ومن ثم طلاء الأسطح المقاومة للتآكل والعازلة. تشمل المواد الشائعة الصفائح المدلفنة على البارد -من SPCC وسبائك الألومنيوم من سلسلة 5-. توفر معالجة الصفائح المعدنية مزايا مثل الاستثمار المنخفض نسبيًا في المعدات، وكفاءة الإنتاج العالية، والتعديلات الهيكلية المرنة، مما يجعلها ذات قيمة عالية في أنظمة البطاريات ذات الإنتاج بكميات صغيرة أو تكرارات التصميم الهيكلي المتكررة. في تصميم نظام البطارية، عادةً ما يشكل هذا النوع من الهياكل الهيكل العام لحزمة البطارية مع غلاف البطارية المصنوع من الألومنيوم أو إطار الوحدة لضمان تخطيط معقول للصلابة الهيكلية ومساحة الإدارة الحرارية.

 

نظرًا لأن أغطية البطاريات تكون عادةً كبيرة الحجم، لضمان القوة الهيكلية ومنع تراكم المياه السطحية، فإن هياكل الصفائح المعدنية تتطلب عادةً إضافة أضلاع تقوية إلى سطح الصفائح المعدنية. لا تعمل هذه الأضلاع على تحسين الصلابة الشاملة فحسب، بل تحافظ أيضًا على الاستقرار الهيكلي في ظل الصدمات الحرارية أو بيئات الاهتزاز. يُعد أسلوب التصميم هذا مهمًا بشكل خاص في أنظمة طاقة الطاقة الجديدة، حيث تحتاج أنظمة البطاريات إلى تحمل الأحمال الميكانيكية طويلة المدى- والتدوير الحراري. وفي الوقت نفسه، مع استمرار زيادة كثافة طاقة بطاريات الطاقة، غالبًا ما يحتاج هيكل الغلاف إلى تحقيق درجة أعلى من التكامل مع بنية الخلية، مثل تشكيل نظام تثبيت معياري مستقر مع غلاف الألومنيوم لبطارية أيون الليثيوم- المنشورية أو هياكل مبيت الخلية الأخرى.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

يعد الختم طريقة أخرى لتشكيل المعادن مستخدمة على نطاق واسع في تصنيع أغلفة بطاريات الطاقة. يستخدم الختم مكبسًا ذو حمولة عالية- مع قوالب دقيقة لتشكيل الصفائح المعدنية بسرعة، مما يؤدي إلى إنتاج هياكل معقدة ثلاثية الأبعاد- في عملية واحدة. مزايا الختم هي كفاءة التشكيل العالية، دقة الأبعاد المستقرة، والاتساق العالي مع ضمان القوة الهيكلية. تشتمل مواد الختم الشائعة على ألواح الصلب المدرفلة على البارد DC01-، والألواح المجلفنة، وبعض-سبائك الألومنيوم عالية القوة. نظرًا لأن الأجزاء المختومة يمكن أن تحقق دقة أبعاد عالية، فإنها تتمتع بميزة كبيرة في تصميمات حزم البطاريات التي تتطلب IP67 أو حتى مستويات إغلاق أعلى. عادةً ما يتم دمج الهياكل التي يتم تشكيلها من خلال الختم مع أغطية بطاريات الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة أو هياكل غلاف البطارية الأخرى لتحقيق اتصال مستقر بين هيكل هيكل السيارة ونظام البطارية.

 

بالمقارنة مع معالجة المعادن التقليدية، تم أيضًا تطبيق تكنولوجيا تشكيل المواد المركبة تدريجيًا في مجال أغلفة بطاريات الطاقة في السنوات الأخيرة. تستخدم المواد المركبة عادة الراتينج كمادة أساسية ويتم تقويتها بألياف الكربون أو الألياف الزجاجية لتحقيق قوة محددة أعلى وأداء فائق خفيف الوزن. يمكن تصنيع علب البطاريات المركبة باستخدام طرق مثل قولبة الضغط، أو قولبة الحقن، أو قولبة نقل الراتنج، مع اختيار العملية اعتمادًا على دورة الإنتاج، والتحكم في التكلفة، والتعقيد الهيكلي. في بعض أنظمة بطاريات الطاقة ذات متطلبات الوزن الخفيف العالية، غالبًا ما يتم استخدام علب البطاريات المركبة مع الهياكل المعدنية مثل علب البطاريات الأولية المصنوعة من سبائك الألومنيوم، لتحقيق التوازن بين القوة والوزن.

 

تعتبر قوالب نقل الراتنج (RTM) و-قالب نقل الراتنج عالي الضغط (HP-RTM) من العمليات الناضجة نسبيًا في تصنيع علب البطاريات المركبة. في هذه العملية، يتم أولاً وضع نسيج الألياف الجافة مسبقًا-وفقًا لمتطلبات التصميم، ويتم تثبيت الهيكل عن طريق الامتزاز الفراغي. بعد ذلك، يتم إغلاق القالب، ويتم سحب المكنسة الكهربائية لإزالة الهواء. تحت الضغط العالي، يتم حقن الراتنج وعامل المعالجة في تجويف القالب، مما يسمح بتشرب مادة الألياف بالكامل ومعالجتها. يمكن لعملية HP-RTM تحقيق جزء أكبر من حجم الألياف من خلال ضغط حقن أعلى، مما يجعلها مناسبة لهياكل علب البطاريات الأكثر تعقيدًا أو تلك التي تحتوي على أضلاع معززة. تُستخدم هذه الهياكل خفيفة الوزن عادةً جنبًا إلى جنب مع حالات الخلايا المنشورية أو هياكل تثبيت الوحدة في أنظمة البطاريات لضمان استقرار ترتيب الخلايا.

 

يعد مركب تشكيل الألواح (SMC) أيضًا تقنية شائعة لحالات بطاريات المواد المركبة. تتكون مادة SMC من الراتنج، والألياف المقطعة، والمواد المالئة، ويتم توفيرها للقالب على شكل ورقة من أجل القولبة بالضغط. تتضمن عملية الإنتاج أولاً قطع لوح SMC، ثم وضعه وتكديسه في القالب، وأخيراً معالجته تحت درجة حرارة وضغط عاليين لتشكيل الهيكل النهائي. تتميز هذه العملية بالاستخدام العالي للمواد وجودة السطح الجيدة والمعالجة اللاحقة-البسيطة، مما يجعلها مناسبة للإنتاج الضخم. في التصميم الهيكلي لحزمة البطارية، عادة ما تكون هياكل المواد المركبة هذه متصلة ميكانيكيًا بغلاف ألومنيوم خلية الليثيوم أو إطار الوحدة لتحقيق الوزن الخفيف وتحسين مقاومة التآكل.

 

يمثل القالب المركب لدن بالحرارة المقوى بالألياف الطويلة (LFT-D) مسارًا آخر لتصنيع المواد المركبة. في هذه العملية، يتم أولاً صهر الراتينج والألياف الطويلة-ومزجهما في جهاز بثق لتكوين قالب مسبق، والذي يتم بعد ذلك قطعه إلى الطول المناسب ووضعه في قالب لقولبة الضغط الساخن. بعد فترة معينة من الضغط، تبرد المادة وتتصلب، وتشكل بنية مادة مركبة ذات صلابة عالية التأثير. توفر عملية LFT-D مزايا مثل كفاءة الإنتاج العالية، وقابلية إعادة تدوير المواد، والمقاومة الممتازة للصدمات، وتكتسب الاهتمام تدريجيًا في تصميم نظام البطاريات خفيفة الوزن. غالبًا ما يستخدم هذا النوع من الهياكل مع هياكل الخلايا، مثل أغلفة الألومنيوم للخلايا المنشورية، لتعزيز المقاومة الشاملة للصدمات.

 

هناك تقنية شائعة أخرى لقولبة المواد المركبة وهي القولبة المسبقة (PCM). في هذه العملية،-يتم وضع مواد ألياف الراتنج المشربة مسبقًا وفقًا للمتطلبات الهيكلية، وتتم إزالة فقاعات الهواء من خلال التغليف الفراغي، يليها معالجة طويلة-بضغط ساخن. يتطلب الهيكل المركب المعالج تصنيعًا باستخدام الحاسب الآلي لتقليم الحواف ومعالجة حماية السطح. تتميز تقنية PCM بقوة هيكلية عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، واستقرار ممتاز للأبعاد، مما يجعلها مناسبة لهياكل نظام بطاريات الطاقة ذات متطلبات الموثوقية العالية. في تصميم مجموعة البطاريات، غالبًا ما يتم استخدام هذا الحل خفيف الوزن مع أغلفة الخلايا المعدنية، مثل أغلفة الألومنيوم لخلايا بطارية أيون الليثيوم-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بشكل عام، يركز اتجاه تطوير تكنولوجيا تصنيع غطاء صندوق بطارية الطاقة بشكل أساسي على ثلاثة اتجاهات: الوزن الهيكلي، وتحسين كفاءة التصنيع، وتعزيز تكامل النظام. لا تزال عمليات ختم المعادن والصفائح المعدنية تتمتع بمزايا كبيرة في التحكم في التكاليف والتصنيع على نطاق واسع-، بينما تتمتع عمليات المواد المركبة بإمكانيات أكبر من حيث الوزن الخفيف والأداء الهيكلي. مع استمرار زيادة كثافة الطاقة لبطاريات الطاقة، سيتم تعزيز التصميم المتكامل بين هيكل الصندوق وهيكل الخلية. على سبيل المثال، سيشكل نظام تثبيت أقوى بأغلفة من الألومنيوم لخلايا فوسفات حديد الليثيوم أو أغلفة الخلايا المربعة الأخرى لضمان سلامة وموثوقية نظام البطارية في ظل ظروف التشغيل المعقدة.

 

في الهيكل العام لنظام بطارية الطاقة، يكون هيكل الصندوق لا يقل أهمية عن غلاف الخلية. لا يحتاج غلاف الخلية عالي الجودة-إلى أداء إغلاق جيد وقوة ميكانيكية فحسب، بل يحتاج أيضًا إلى تلبية متطلبات اللحام والختم والثبات على المدى الطويل- أثناء تصنيع البطارية. على سبيل المثال، تتطلب المكونات الهيكلية مثل أغلفة الألومنيوم لبطارية خلايا الليثيوم عادةً سحبًا عميقًا وختمًا دقيقًا وعمليات تصنيع باستخدام الحاسب الآلي لضمان أن دقة الأبعاد وأداء الختم يفي بمتطلبات تصميم نظام البطارية.

 

 

باعتبارنا شركة مصنعة محترفة للمكونات الهيكلية لبطاريات الطاقة الجديدة، فإننا نركز على البحث والتطوير وإنتاج أغلفة البطاريات المصنوعة من سبائك الألومنيوم عالية الدقة والمكونات الهيكلية لحزمة البطارية. تقدم شركتنا حلول المنتجات، بما في ذلك غلاف بطارية الألومنيوم المسحوب بعمق، وغطاء الألومنيوم عالي القوة-، ومواصفات مختلفة لأغلفة الألومنيوم لبطاريات أيون الليثيوم- المنشورية، المستخدمة على نطاق واسع في بطاريات الطاقة، وأنظمة تخزين الطاقة، والعديد من معدات الطاقة الجديدة. بالاعتماد على تقنية الرسم العميق- الناضجة ونظام صارم لمراقبة الجودة، فإن أغلفة الألومنيوم الخاصة بنا لبطاريات أيون الليثيوم- المنشورية وأغلفة من الألومنيوم لخلايا بطارية أيون الليثيوم-.تلبية متطلبات التصنيع لأنظمة البطاريات عالية الموثوقية-، مما يوفر دعمًا مستقرًا وآمنًا للمكونات الهيكلية لصناعة الطاقة الجديدة.