전기 자동차용 알루미늄 배터리 케이스의 밀봉 설계에 대한 종합 가이드

신에너지 자동차 산업의 급속한 발전으로 인해 전원 배터리는 자동차 안전과 성능을 위한 핵심 시스템 중 하나로 자리 잡았습니다. 동력 배터리는 에너지 저장 기능을 수행할 뿐만 아니라 구조적 신뢰성, 환경 적응성 및 안전 보호 기능은 전체 차량의 수명과 작동 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 시스템에서 전원 배터리 케이스는 하중-지탱, 보호 및 격리에서 중요한 역할을 하며 밀봉 설계는 전원 배터리 케이스 엔지니어링의 핵심 기술 측면입니다.

 

실제 응용 분야에서 전원 배터리 케이스가 밀봉되지 않으면 물 유입, 냉각수 누출, 내부 가스 유출 등의 문제가 발생할 수 있으며, 심각한 경우 셀 성능 저하 또는 심지어 열폭주 위험까지 초래할 수 있습니다. 따라서 알루미늄 파워 배터리 케이스에 대한 체계적이고 공학적인 밀봉 설계를 수행하는 것은 현재 전기 자동차 구조 설계에서 중요한 주제입니다.

 

 

전원 배터리 케이스는 일반적으로 상부 커버, 하부 트레이, 하부 보호 구조로 구성된 박스-형 구조를 채택합니다. 배터리 에너지 밀도 및 통합이 지속적으로 개선됨에 따라 통합 수냉식 플레이트 솔루션이 주류 구성이 되었습니다. 하단 트레이는 일반적으로 알루미늄 프로파일 프레임과 수{4}}냉각판으로 구성되며, 상단 커버는 전체 팩의 최종 밀봉을 달성하는 데 사용됩니다.

 

경량화 및 구조적 통합에 대한 요구로 인해 알루미늄 합금 소재가 전원 배터리 케이스에 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 알루미늄 케이스는 무게 이점을 제공할 뿐만 아니라 압출, 용접 및 모듈형 설계에서 상당한 공정 적응성을 보여 자동차 배터리용 알루미늄 케이스 및 EV 리튬 배터리 팩용 알루미늄 케이스와 같은 구조 솔루션에 널리 사용됩니다.

 

밀봉 설계 관점에서 볼 때, 알루미늄 전원 배터리 케이스에는 상부 커버와 하부 트레이 사이의 환형 밀봉 인터페이스, 알루미늄 프로필 접합 이음매, 수-냉각판과 프레임 사이의 연결 인터페이스, 하단 보호 구조와 관련된 보호 인터페이스를 포함하여 여러 잠재적 누출 인터페이스가 포함됩니다. 이러한 인터페이스의 설계 복잡성과 신뢰성 요구 사항은 다양하므로 구조, 재료 및 제조 프로세스 간의 체계적인 균형이 필요합니다.

 

 

1. 상부커버 구조의 실링 설계 개념

전원 배터리 상부 커버는 전체 팩 밀봉을 달성하는 핵심 구성 요소입니다. 엔지니어링 실무에 따르면 상단 덮개는 부품 접합으로 인한 누출 위험을 줄이기 위해 일체형- 구조 설계가 더 적합합니다. 상단 덮개가 강철 또는 알루미늄을 사용하는지 여부에 관계없이 디자인의 초점은 하단 트레이와의 지속적이고 균일한 밀봉 인터페이스를 보장하는 것입니다.

 

설계 과정에서 위치 지정 구멍과 고정 기능은 밀봉 경로를 방해하지 않도록 기본 밀봉 인터페이스 외부에 배치되어야 합니다. 동시에, 상단 커버의 밀봉 표면은 평탄도와 연속성이 좋아야 합니다. 필요한 경우 밀봉 영역을 정밀하게 가공하여- 밀봉 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

 

2. 하단 트레이와 알루미늄 프로파일 프레임의 밀봉 전략

하단 트레이는 일반적으로 알루미늄 프로파일 프레임 또는 주조 알루미늄 일체형 구조를 사용하는 전원 배터리의 주요 하중을 ​​지탱하는 구조입니다.{0}} 프레임- 유형 트레이 설계의 경우 알루미늄 프로파일 접합으로 형성된 조인트가 씰의 중요한 약점이 됩니다.

 

엔지니어링 설계에서 폐쇄형 -단면 알루미늄 프로파일은 자체 밀봉 선형 연결 기술과 결합되어-구조적 강도와 밀봉 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 동시에, 프로파일 접합 영역에 연속적인 실란트 경로를 설계하는 것은 장기적인-기밀성을 보장하는 중요한 수단입니다. 이 설계 방식은 자동차 LiFePO4 배터리 팩용 알루미늄 케이스 및 전기 자동차 LiFePO4 배터리 팩용 알루미늄 케이스와 같은 전력 배터리 구조에 널리 사용됩니다.

 

 

수냉식-플레이트는 열 관리 기능을 수행할 뿐만 아니라 통합 방식으로 전원 배터리 케이스의 전반적인 밀봉에도 참여하는 경우가 많습니다. 수냉식-플레이트 내부의 고압 냉각 매체로 인해 자체 밀봉 기능이-특히 중요합니다.

 

엔지니어링에서는 용접 및 나사 연결과 같은 잠재적인 누출 지점을 줄이기 위해 일체형 또는 납땜 수-냉각판 구조가 선호됩니다. 수냉식 -수냉식 플레이트의 자체 밀봉을 달성한다는 전제하에 상단 커버와 유사한 링-형 밀봉 인터페이스가 수냉식 플레이트와 알루미늄 프로파일 프레임 사이에 형성될 수 있습니다. 이 인터페이스의 밀봉 수준은 일반적으로 전체 팩 밀봉 요구 사항과 일치합니다. 이러한 설계 접근 방식은 Powerwall 리튬 배터리 팩용 알루미늄 케이스 및 LFP 배터리 알루미늄 케이스의 시스템 개발에 높은 엔지니어링 적용성을 가지고 있습니다.

 

 

하단 가드 플레이트의 주요 기능은 주행 중 돌, 이물질, 도로 상황 등으로부터 배터리 팩이 충격을 받는 것을 방지하는 것입니다. 상단 덮개 및 하단 트레이와 비교할 때 하단 보호기는 일반적으로 기본 밀폐 인터페이스로 설계되지 않습니다.

 

전체 팩 밀봉에 참여하지 않는 디자인에서 하단 보호 장치의 설계 초점은 구조적 강도와 이물질 보호에 있습니다. 하부 단열재에 수분-흡수성이 있는 경우 전반적인 차량 보호 기준에 따라 기본 방수 설계를 추가할 수 있습니다. 밀봉 등급은 일반적으로 차체 하부 구조 구성 요소의 보호 요구 사항을 참조합니다.

 

 

주요 구조 구성 요소 외에도 패스너 및 기계적 연결 지점도 잠재적인 누출 채널이 될 수 있습니다. 엔지니어링 실무에서는 제어를 위해 다음 원칙을 권장합니다. 밀봉과 관련된 패스너 수를 최소화합니다. 불가피한 연결 지점의 경우 -실링 링이 내장된 구조적 구성 요소를 사용하여 국부적 자체 밀봉을-실시합니다. 주요 밀봉 영역에 들어가지 않도록 케이싱 외부 가장자리 근처에 패스너 배치를 우선시하십시오. 이 원칙은 전기 자전거 배터리 팩용 알루미늄 케이스 및 리튬-이온 전기 자전거 배터리 팩용 알루미늄 케이스와 같은 중소형 배터리 시스템에도 적용됩니다.

 

 

시스템 엔지니어링 관점에서 볼 때, 알루미늄 전원 배터리 케이스의 밀봉 설계는 단독으로 수행되어서는 안 되며, 오히려 구조 설계, 제조 공정 및 조립 절차와 연계하여 최적화되어야 합니다. 밀봉 경로를 연속적이고 폐쇄적인 통합 시스템으로 설계하고 압축비를 제어할 수 있는 밀봉 재료를 합리적으로 선택함으로써 밀봉 성능 요구 사항을 충족하면서 조립 효율성과 판매 후 유지 관리 가능성을 고려할 수 있습니다.{1}}

 

실제 프로젝트에서는 밀봉재 압축률, 패스너 간격 및 조립 공정을 반복적으로 검증함으로써 기밀성을 보장하면서 비용과 신뢰성 간의 균형을 달성할 수 있습니다. 이러한 체계적인 밀봉 개념은 점차 알루미늄 전원 배터리 케이스 개발의 주류 방향이 되었습니다.

 

 

알루미늄 전원 배터리 케이스의 밀봉 설계는 구조 형태, 재료 선택, 제조 공정 및 조립 논리와 같은 다양한 차원을 포함하는 매우 체계적인 엔지니어링 문제입니다. 키 밀봉 인터페이스를 합리적으로 분할하고 통합 구조 설계를 자체 밀봉 기술 적용과 결합함으로써 전원 배터리 시스템의 안전성과 장기적인-신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

전기 자동차, 전기 버스 및 에너지 저장 시스템의 지속적인 개발로 인해 알루미늄 전원 배터리 케이스는 더 많은 응용 시나리오에서 홍보될 것이며, 밀봉 설계 방법은 계속해서 발전하고 인산철리튬 배터리 셀용 알루미늄 쉘과 같은 구조 시스템에 지속적으로 최적화 및 적용될 것입니다.리튬 프리즘 셀 알루미늄 껍질.