Ba chìa khóa an toàn trong hộp pin bằng nhôm hình lăng trụ: OSD, cầu chì và van chống cháy nổ-

Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới và hệ thống lưu trữ năng lượng, an toàn về pin đã trở thành mối quan tâm cốt lõi trong ngành. Đặc biệt đối với các tế bào hình lăng trụ trong Vỏ nhôm ắc quy ô tô và Vỏ nhôm cho cấu trúc Ô tô năng lượng mới, việc đảm bảo an toàn cho ắc quy trong các điều kiện khắc nghiệt như sạc quá mức, đoản mạch và thoát nhiệt đã trở thành vấn đề then chốt trong thiết kế ắc quy điện.

 

Tấm lật-OSD, cấu trúc cầu chì và van (lỗ thông hơi)- chống cháy nổ nằm trên nắp pin tạo thành hệ thống bảo vệ an toàn ba lớp của Vỏ nhôm pin lithium hình lăng trụ, được biết đến trong ngành với tên gọi "Ba chìa khóa an toàn". Những thiết kế này không chỉ bảo vệ hoạt động ổn định của pin mà còn thiết lập vị trí thống trị của vỏ nhôm pin trong cấu trúc pin năng lượng mới.

 

 

 

 

 

Trong các hộp đựng pin nhôm năng lượng mới, OSD (Thiết bị an toàn sạc quá mức) là-thiết bị an toàn chủ động phản ứng đầu tiên. OSD là một tấm kim loại-lật lên nằm bên dưới cực âm của pin, thường được cách điện. Khi áp suất bên trong của pin tăng lên khoảng 0,4-0,5 MPa do sạc quá mức, OSD sẽ nhanh chóng lật và tiếp xúc với khối dẫn điện âm, tạo ra đoản mạch tạm thời.

 

Hành động cơ học này sẽ kích hoạt hệ thống ngắt dòng điện, cho phép pin ngừng sạc và ngăn ngừa hiện tượng thoát nhiệt. OSD thường hoạt động cùng với cấu trúc cầu chì, cung cấp cơ chế an toàn kép gồm kích hoạt cơ học và ngắt kết nối điện. Phương pháp bảo vệ nhiều-lớp này đã trở thành chiến lược an toàn tiêu chuẩn trong các thiết kế vỏ pin bằng nhôm và vỏ pin nguồn.

 

 

Nếu OSD là một bộ kích hoạt cơ học thì cầu chì là "bộ phanh cuối cùng" của mạch điện. Cầu chì thường được tích hợp vào đầu nối cực dương và có thiết kế cổ hẹp, được điều khiển chính xác. Khi OSD kích hoạt, tạo ra đoản mạch, dòng điện tức thời có thể đạt tới hàng nghìn ampe. Cầu chì sau đó sẽ tan chảy trong vòng một phần nghìn giây, tắt hoàn toàn đường dẫn hiện tại.

 

Thiết kế "tự hủy" này đảm bảo sự an toàn cho vỏ pin: nó không bị ảnh hưởng dưới dòng điện hoạt động bình thường nhưng ngay lập tức tan chảy ở dòng điện cao bất thường, ngăn chặn sự thoát nhiệt ở tận gốc. Các đặc tính của cầu chì yêu cầu tính toán nghiêm ngặt và xác minh bằng thực nghiệm để đảm bảo phản hồi nhanh và độ tin cậy lâu dài-trên tất cả các cấu hình Vỏ pin Prismatic Cell Aluminium.
 

 

Khi pin bên trong bị đoản mạch hoặc thoát nhiệt khiến áp suất khí tăng lên 0,9-1,0 MPa, van (lỗ thông hơi) chống cháy nổ sẽ trở thành tuyến phòng thủ cuối cùng. Thường nằm ở trung tâm của nắp trên, nó được làm từ một tấm nhôm khía hoặc màng composite nhiều{5}}lớp. Nó vỡ chính xác dọc theo một đường yếu-được xác định trước, giải phóng khí nhiệt độ cao và ngăn vỏ nổ tung.

 

Mặc dù là thành phần an toàn thụ động, nhưng trong những trường hợp khắc nghiệt, van chống cháy nổ-sẽ xác định xem Vỏ ắc quy ô tô EV và Vỏ nhôm sạc có thể tránh được tình trạng vỡ thảm khốc hay không. Thiết kế của nó phải cân bằng tốc độ giải phóng áp suất, độ chính xác khi đứt và khả năng chống ăn mòn, khiến nó trở thành nút an toàn quan trọng trong kỹ thuật vỏ nhôm pin lithium{2}}ion.

 

 

 

 

Ba thành phần an toàn chính của Vỏ nhôm vuông pin lithium tạo thành một hệ thống phòng thủ tiến bộ:

 

Loại kịch bản	Điều kiện kích hoạt	Thành phần kích hoạt	Chức năng bảo vệ lõi
Bảo vệ quá tải	Áp suất không khí bên trong đạt 0,4–0,5 MPa	OSD	lật một cách cơ học, tạo ra đoản mạch
Ngưỡng hiện tại	Khi OSD được kích hoạt, dòng điện cao sẽ được tạo ra ngay lập tức	Cầu chì thổi	cắt mạch chính
Giảm áp lực cực độ	Áp suất không khí tăng lên 0,9–1,0 MPa	Van chống cháy nổ-	vỡ chính xác để giải phóng áp suất và ngăn ngừa vụ nổ

 

Ý tưởng thiết kế này cho phép Vỏ pin nhôm cho xe năng lượng mới tự động kích hoạt các biện pháp bảo vệ tương ứng ở các mức độ rủi ro khác nhau, xây dựng hệ thống "phòng thủ theo chiều sâu" và tăng cường đáng kể khả năng dự phòng an toàn của pin.

 

 

Tấm đậy pin nguồn hiệu suất cao và Vỏ pin bằng nhôm kéo sâu không phải là những thiết kế riêng biệt mà được tích hợp chặt chẽ với quy trình sản xuất pin. Một hộp pin bằng nhôm hình lăng trụ hoàn chỉnh (tức là hộp đựng pin bằng nhôm hình lăng trụ) thường trải qua các giai đoạn chính sau:

 

Quá trình	Nội dung chính	Điểm kiểm soát
Lớp phủ chế tạo tấm điện cực	Cán, cắt tab	Độ dày và tính nhất quán của lớp phủ
Cuộn dây/cán tế bào	Hàn và chèn vỏ	Tab Độ bền và độ kín của mối hàn
Nộp hồ sơ và kích hoạt	Niêm phong và hình thành chất điện phân	Số lượng và chất lượng phim SEI
Kiểm tra tách công suất	Tách công suất và truy xuất nguồn gốc	Tính nhất quán và truy xuất nguồn gốc hiệu suất điện

 

Trong giai đoạn lắp ráp, các tế bào trần được gói gọn trong Bộ pin có vỏ nhôm hoặc Bộ pin có vỏ nhôm. Độ chính xác khi hàn xác định hiệu quả bịt kín của Vỏ pin nguồn, trong khi độ dẫn nhiệt của vỏ nhôm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất quản lý nhiệt. Một số hệ thống còn kết hợp mô-đun LiFePO4 Soft Pack Cell để nâng cao tính an toàn, ổn định và tuổi thọ của vòng đời.

 

 

Sự phổ biến của vỏ pin bằng nhôm hình lăng trụ bắt nguồn từ sự cân bằng giữa mật độ năng lượng, khả năng tản nhiệt và cấu trúc an toàn. Ngành này hiện đang khám phá các thiết kế an toàn thông minh hơn, chẳng hạn như tích hợp van chống cháy nổ-nhạy cảm với nhiệt độ- vào vỏ pin điện, đặt nhiệt điện trở PTC trên điện cực dương và thậm chí phát triển vỏ thông minh có thể theo dõi áp suất không khí và nhiệt độ trong thời gian thực.

 

Với ứng dụng chuyên sâu của công nghệ CTP (Cell to Pack) và CTC (Cell to Chassis), cấu trúc của bộ pin có vỏ nhôm đang phát triển theo hướng tích hợp, đặt ra yêu cầu cao hơn về thiết kế kết cấu an toàn. Vỏ pin bằng nhôm dành cho xe năng lượng mới trong tương lai sẽ không còn đơn giản là các bộ phận bảo vệ cơ học nữa mà là vỏ bọc thông minh tích hợp chức năng giám sát điện, phản hồi kiểm soát nhiệt độ và chức năng giảm áp.

 

 

 

 

Từ thao tác lật OSD cơ học đến cầu chì cắt hiện tại, đến khả năng giảm áp suất chính xác của van chống cháy nổ, ba thiết bị này cùng nhau tạo thành tuyến phòng thủ an toàn cho pin có vỏ bằng nhôm hình lăng trụ. Hoạt động phối hợp của chúng không chỉ đảm bảo hoạt động ổn định của pin mà còn thiết lập trạng thái công nghệ củavỏ nhôm đựng pin lithiumvà vỏ nhôm đựng pin trong ngành năng lượng mới.

 

Khi bạn nhìn thấy vỏ nhôm chắc chắn dành cho ô tô sử dụng năng lượng mới trong hệ thống điện của phương tiện sử dụng năng lượng mới hoặc vỏ nhôm có thể sạc lại của các thiết bị lưu trữ năng lượng di động, hãy nhớ rằng: chính những thiết kế an toàn tưởng chừng như nhỏ bé này đã cho phép các hệ thống năng lượng hiện đại tìm được sự cân bằng hoàn hảo giữa công suất cao, mật độ cao và độ an toàn cao.