De drie veiligheidssleutels in een prismatische aluminium batterijbehuizing: OSD, zekering en explosieveilige klep-

Met de snelle ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen en energieopslagsystemen is de veiligheid van batterijen een kernpunt van zorg in de industrie geworden. Vooral voor prismatische cellen in de aluminium behuizing van autobatterijen en aluminium behuizingen voor nieuwe energieauto's is het garanderen van de veiligheid van de batterij onder extreme omstandigheden zoals overbelasting, kortsluiting en thermische overstroming een belangrijk probleem geworden bij het ontwerpen van krachtige batterijen.

 

De opklapbare OSD-plaat, de zekeringstructuur en de explosieveilige klep (ventilatieopening) op het batterijdeksel vormen het drievoudige veiligheidsbeschermingssysteem van de prismatische aluminium batterijbehuizing, in de branche bekend als de 'drie veiligheidssleutels'. Deze ontwerpen garanderen niet alleen een stabiele werking van de batterij, maar vestigen ook de dominante positie van aluminium batterijbehuizingen in nieuwe energiebatterijstructuren.

 

 

 

 

 

In nieuwe aluminium batterijbehuizingen is het OSD (Overcharge Safety Device) het eerste-actieve veiligheidsapparaat. De OSD is een metalen opklapbare -plaat die zich onder de negatieve pool van de batterij bevindt en normaal geïsoleerd is. Wanneer de interne druk van de batterij door overladen stijgt tot ongeveer 0,4-0,5 MPa, draait de OSD snel om en maakt contact met het negatief geleidende blok, waardoor een tijdelijke kortsluiting ontstaat.

 

Deze mechanische actie activeert het stroomonderbrekingssysteem, waardoor de batterij het opladen kan beëindigen en thermische overstroming kan voorkomen. De OSD werkt doorgaans in combinatie met een zekeringstructuur en biedt een dubbel veiligheidsmechanisme: mechanische activering en elektrische ontkoppeling. Deze meer-gelaagde beschermingsaanpak is een standaardveiligheidsstrategie geworden in aluminium batterijbehuizingen en ontwerpen van krachtige batterijbehuizingen.

 

 

Als de OSD een mechanische trigger is, dan is de zekering de ‘ultieme rem’ van het circuit. De zekering is doorgaans geïntegreerd in de positieve poolconnector en heeft een nauwkeurig gecontroleerd ontwerp met smalle hals. Wanneer de OSD wordt geactiveerd, waardoor kortsluiting ontstaat, kan de momentane stroom duizenden ampère bereiken. De zekering smelt vervolgens binnen milliseconden, waardoor het stroompad volledig wordt afgesloten.

 

Dit 'zelfvernietigings'-ontwerp garandeert de veiligheid van de batterijomhulling: deze blijft onaangetast onder normale bedrijfsstroom, maar smelt onmiddellijk bij abnormaal hoge stromen, waardoor thermische overstroming bij de wortel wordt voorkomen. De kenmerken van de zekering vereisen rigoureuze berekeningen en experimentele verificatie om een ​​snelle respons en betrouwbaarheid op lange termijn- te garanderen voor alle configuraties met prismatische aluminium batterijbehuizingen.
 

 

Wanneer een interne batterijkortsluiting of thermische overstroming ervoor zorgt dat de gasdruk stijgt naar 0,9-1,0 MPa, wordt de explosie-veilige klep (ventilatie) de laatste verdedigingslinie. Deze bevindt zich doorgaans in het midden van de bovenklep en is opgebouwd uit een aluminiumplaat met uitsparingen of een meer-laagse composietfilm. Het scheurt precies langs een vooraf-gedefinieerde zwakke lijn, waardoor gassen met een hoge temperatuur vrijkomen en voorkomen wordt dat de granaat barst.

 

Hoewel het een passieve veiligheidscomponent is, bepaalt de explosie{0}}klep in extreme omstandigheden of de EV-autobatterijbehuizing en de oplaadbare aluminium behuizing een catastrofale breuk kunnen voorkomen. Het ontwerp moet de drukontlastsnelheid, breuknauwkeurigheid en corrosieweerstand in evenwicht brengen, waardoor het een cruciaal veiligheidsknooppunt is in de aluminium behuizing van lithium-ionbatterijen.

 

 

 

 

De drie belangrijkste veiligheidscomponenten van de vierkante aluminium behuizing van lithiumbatterijen vormen een vooruitstrevend verdedigingssysteem:

 

Scenariotype	Triggervoorwaarde	Activeringscomponent	Kernbeschermingsfunctie
Bescherming tegen overbelasting	De interne luchtdruk bereikt 0,4–0,5 MPa	De OSD	draait mechanisch om, waardoor er kortsluiting ontstaat
Huidige afsluiting	Wanneer de OSD wordt geactiveerd, wordt er onmiddellijk een hoge stroom gegenereerd	De zekering springt	het doorsnijden van het hoofdcircuit
Extreme drukverlichting	De luchtdruk stijgt tot 0,9–1,0 MPa	De explosie-veilige klep	precies breekt om de druk te laten ontsnappen en explosies te voorkomen

 

Dankzij dit ontwerpconcept kan de aluminium accubehuizing van het New Energy Vehicle automatisch de overeenkomstige beveiligingen op verschillende risiconiveaus activeren, waardoor een "defense in depth"-systeem wordt opgebouwd en de redundantie van de batterijveiligheid aanzienlijk wordt verbeterd.

 

 

De hoogwaardige -afdekplaat voor de Power Battery en de diepgetrokken aluminium batterijbehuizing zijn geen geïsoleerde ontwerpen, maar zijn nauw geïntegreerd met het productieproces van de batterijcellen. Een complete prismatische aluminium batterijbehuizing (dwz een aluminium batterijbehuizing met prismatische cellen) doorloopt doorgaans de volgende belangrijke fasen:

 

Proces	Belangrijkste inhoud	Controlepunten
Coating voor fabricage van elektrodeplaten	Lamineren, tabbladen snijden	Laagdikte en consistentie
Celassemblage Wikkelen/lamineren	Lassen en inbrengen van de behuizing	Tabblad Lassterkte en afdichting
Archivering en activeringsarchivering	Afdichting en vorming elektrolyt	Kwantiteit en SEI-filmkwaliteit
Capaciteitsscheidingstests	Capaciteitsscheiding en traceerbaarheid	Consistentie en traceerbaarheid van elektrische prestaties

 

Tijdens de assemblagefase worden kale cellen ingekapseld in een Battery Pack met een aluminium behuizing of een Pack met een aluminium behuizing. De lasnauwkeurigheid bepaalt de afdichtingseffectiviteit van de Power Battery Case, terwijl de thermische geleidbaarheid van de aluminium behuizing rechtstreeks van invloed is op de prestaties op het gebied van thermisch beheer. Sommige systemen bevatten ook een LiFePO4 Soft Pack Cell-module om de veiligheid, stabiliteit en levensduur te verbeteren.

 

 

De populariteit van prismatische aluminium batterijbehuizingen komt voort uit hun evenwicht tussen energiedichtheid, warmteafvoer en veiligheidsstructuur. De industrie onderzoekt momenteel intelligentere veiligheidsontwerpen, zoals het integreren van temperatuur-gevoelige explosie-bestendige kleppen in elektrische batterijbehuizingen, het plaatsen van PTC-thermistors op de positieve elektrode en zelfs het ontwikkelen van slimme afdekkingen die de luchtdruk en temperatuur in realtime kunnen controleren.

 

Met de toenemende toepassing van CTP (Cell to Pack) en CTC (Cell to Chassis) technologieën evolueert de structuur van het batterijpakket met aluminium behuizing naar integratie, waardoor hogere eisen worden gesteld aan het structurele veiligheidsontwerp. Toekomstige aluminium batterijbehuizingen voor nieuwe energievoertuigen zullen niet langer eenvoudigweg mechanische beschermende componenten zijn, maar intelligente behuizingen die elektrische monitoring, temperatuurregelingsfeedback en drukontlastingsfuncties integreren.

 

 

 

 

Van het mechanisch omdraaien van de OSD tot de huidige-doorslaande zekering, tot de precieze drukontlasting van de explosie-veilige klep: deze drie apparaten vormen samen de veiligheidslijn voor prismatische batterijen met aluminium-behuizing. Hun gecoördineerde werking zorgt niet alleen voor de stabiele werking van de batterijcellen, maar bepaalt ook de technologische status van de batterijAluminium behuizingen met lithiumbatterijen aluminium behuizingen voor batterijen in de nieuwe energie-industrie.

 

Wanneer u de stevige aluminium behuizing van nieuwe energieauto's in het energiesysteem van nieuwe energievoertuigen ziet, of de oplaadbare aluminium behuizing van draagbare energieopslagapparaten, onthoud dan alstublieft: het zijn deze ogenschijnlijk kleine veiligheidsontwerpen die moderne energiesystemen in staat stellen een perfecte balans te vinden tussen hoog vermogen, hoge dichtheid en hoge veiligheid.