I pacchi batteria sono essenzialmente un insieme di singoli moduli di batteria, composti da celle di batteria agli ioni di litio, disposti e collegati per fornire l'energia necessaria ad alimentare un veicolo elettrico. Essendo uno dei componenti più critici del veicolo, il pacco batteria determina le prestazioni, l'autonomia e il costo complessivo dell'auto.
Un tipico pacco batteria è composto da un gran numero di singole celle e moduli di batteria, che possono essere collegati in serie, in parallelo o in una combinazione di entrambi. In molti casi, questi collegamenti devono essere effettuati tra metalli dissimili.
Una volta collegate le celle e i moduli, l'intero pacco batterie viene incapsulato. Le custodie meccaniche utilizzate per racchiudere i pacchi batteria non solo li proteggono, ma fungono anche da elementi strutturali del veicolo.
Pertanto, la costruzione dei pacchi batteria comporta generalmente due processi correlati: la creazione dei collegamenti elettrici e le custodie meccaniche che racchiudono gli elementi elettrici.
Pacchetti di batterie EV: le sfide della produzione ad alta velocità
Connessioni
Connessioni elettriche correttamente collegate assicurano che le celle e i moduli della batteria funzionino insieme come un sistema di accumulo di energia unificato. Esse trasportano la corrente elettrica tra i suddetti elementi, consentendo una carica e una scarica coordinate.
Le connessioni devono essere progettate per gestire le elevate correnti e tensioni generate durante la carica e la scarica. Il progetto deve anche tenere conto della resistenza e dell'accumulo di calore, che possono causare inefficienze e ridurre la durata delle celle della batteria.
La sfida principale nella realizzazione di queste connessioni è che nella maggior parte dei casi i materiali utilizzati sono dissimili o rivestiti, il che richiede una lavorazione speciale. A causa dell'elevata conduttività di questi materiali, è anche essenziale avere bassi spruzzi, per evitare potenziali problemi di affidabilità dei cortocircuiti.
Le soluzioni di saldatura laser in fibra per le connessioni elettriche nei pacchi batteria, che utilizzano laser a doppio raggio a modalità regolabile e misurazione della saldatura laser in tempo reale, offrono una saldatura a bassa porosità e senza spruzzi per le connessioni in rame, oltre a un'impareggiabile garanzia della qualità della saldatura, consentendo la rilavorazione immediata di qualsiasi saldatura difettosa dovuta a difetti nella qualità del materiale, alla manipolazione dei pezzi o alla contaminazione. Questa rilavorazione può salvare interi moduli di batteria.
Custodie
Le custodie per i pacchi batteria sono solitamente realizzate in un materiale rigido e resistente, come alluminio, acciaio o plastica rinforzata, in grado di resistere ai danni dovuti a urti, vibrazioni, umidità e altri fattori ambientali, nonché di proteggere le celle e i moduli in caso di impatto. Inoltre, forniscono isolamento termico e aiutano a dissipare il calore generato dalle celle durante la carica e la scarica.
Pertanto, le saldature ad alta integrità e resistenza sono un requisito obbligatorio. Come per la saldatura delle connessioni elettriche, i laser a doppio raggio Adjustable Mode consentono di saldare le custodie in alluminio a bassa porosità e di saldare le custodie al volo e ad alta velocità.
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