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Seis coisas que você deve saber sobre união de baterias EV

O processo de montagem de um conjunto de baterias EV de alta tensão tem uma forte influência no desempenho, na segurança e na durabilidade da bateria. É crucial escolher a tecnologia de união correta no que diz respeito aos requisitos especiais de fabricação de baterias e buscar um processo de união eficiente. É por isso que você deve saber o seguinte:

20 de Novembro de 2019

Ferramentas e Soluções Industriais Produtos Soluções de junta

Soluções para eletromobilidade

Com tecnologias de união inovadoras e uma ampla experiência em montagem de baterias, a Atlas Copco é seu parceiro estratégico para eletromobilidade. Dê uma olhada no nosso vídeo de demonstração e saiba mais sobre nossas soluções de fabricação de baterias.


1. Ligação célula a célula: resultado sem bolhas é uma questão de segurança


Para fornecer a energia necessária, as células de bateria prismáticas devem estar firmemente presas às pilhas de células. É um grande desafio, pois as células são bastante delicadas e não se pode aplicar calor, nem força, durante o processo de união.

Ao usar uma cola adesiva 2C, nenhum calor externo é necessário para o endurecimento, e a união atende às mais altas exigências em termos de rigidez e situações de impacto. Com o uso de adesivos elásticos leves, as vibrações que ocorrerem durante a operação serão absorvidas, o que aumenta a vida útil da bateria. Isso também permite que as células se expandam um pouco durante o carregamento e a descarga. A aplicação do adesivo deve ser precisa e confiável para evitar bolsas de ar. Isso é fundamental para contato total e isolamento. Em caso de impacto, bolsas de ar podem causar curtos-circuitos – uma grande questão de segurança em sistemas de alta tensão.

2. Reforço das pilhas de células: é necessária uma união a frio


Para proteger a bateria em caso de impacto, as pilhas de células podem ser reforçadas com braçadeiras laterais. Técnicas comuns de união como solda a ponto não são adequadas para esta etapa de montagem, pois geram calor e respingos de solda que podem danificar as sensíveis células.

A solução é uma técnica de união a frio, como rebitagem autoperfurante. Este processo de união limpo e puramente mecânico não leva calor às células e não gera vapores perigosos ou respingos de solda. A rebitagem autoperfurante pode unir várias camadas de diferentes materiais, como alumínio ou aço, fornecendo condutividade elétrica para o aterramento. O processo de união é altamente confiável com tempos de ciclo curtos. Isso dá liberdade para o projeto e máxima segurança, mantendo um alto nível de produtividade.

3. Enchimento de espaços: dispensar a pasta térmica de alta condutividade é um desafio


Um grande desafio na fabricação de baterias é o gerenciamento de temperatura. As células da bateria devem permanecer durante o uso dentro de uma faixa de temperatura específica para preservar o desempenho e evitar o superaquecimento. Por esse motivo, uma pasta condutora de calor é aplicada. Mas, para garantir a condutividade térmica, é fundamental obter um resultado sem a presença de bolhas. É um desafio, pois o material líquido de preenchimento de espaços é aplicado em grandes volumes. É preciso ter uma tecnologia de medição precisa. Recursos adicionais de monitoramento podem ser uma vantagem. Sistemas baseados em laser ou câmera, por exemplo, podem monitorar a posição do filete para garantir um resultado preciso. Dessa forma, erros de aplicação são reconhecidos e podem ser corrigidos imediatamente. Isso mantém o tempo de ciclo curto e reduz os custos de retrabalho ou de garantia de qualidade.

Deve-se considerar também que os materiais de preenchimento de espaços são altamente abrasivos e podem desgastar rapidamente o equipamento de distribuição. Os componentes do sistema, como, por exemplo, de fornecimento de material e medidores, devem ser projetados para lidar com altos volumes de materiais desafiadores em um alto nível de produtividade.

4. Montagem do módulo: juntas flexíveis precisam de um aperto controlado


Os módulos de bateria precisam ser montados em cima da pasta líquida de preenchimento de espaços e na parte inferior da bandeja. Isso pode ser feito com aperto. Mas o comportamento da junta flexível do dispositivo de preenchimento de espaços é um desafio. A pasta é espremida para fora com facilidade ou as inclusões de ar permanecem.

Para garantir uma distribuição uniforme e um contato total entre os módulos de bateria e o composto térmico, o processo de aperto precisa ser totalmente controlável. Recomenda-se o uso de uma solução de vários fusos controlada eletronicamente para obter um processo de aperto uniforme. Ao trabalhar de forma síncrona no aperto final, o tempo de ciclo é reduzido e cada módulo é fixado uniformemente na bandeja. A estratégia de aperto programada precisa considerar o comportamento da pasta condutora líquida para criar o contato ideal.

5. Vedação da tampa: a proteção contra umidade e gases é fundamental


Depois de fixar firmemente todos os módulos e instalar o sistema de gerenciamento da bateria, a bandeja deve ser vedada. Isso é fundamental para impedir qualquer penetração de umidade, caso contrário, a energia fornecida pela bateria irá se deteriorar drasticamente e poderão ocorrer danos e corrosão. Além disso, a bateria produz gases perigosos que podem ser prejudiciais para os passageiros. O espaço interno deve ser completamente vedado por dentro e por fora.

Para isso, é vital uma aplicação de vedação precisa e ininterrupta. Ela pode ser feita na tampa ou na bandeja. Como a bateria não pode ser exposta ao calor, são adequados materiais como o butil quente 1C, o poliuretano 2C ou o silicone 2C. Eles não precisam de cura em um forno. O butil quente pode também ser removido para trabalhos de manutenção. Independentemente do material, a aplicação precisa ser uniforme, e é particularmente importante que o início e o final do filete sejam precisamente posicionados para garantir uma vedação perfeita.

6. União da tampa com a bandeja: para possibilitar a manutenção, deve ser possível desfazer a união


Finalmente, a tampa está montada no corpo. Nesta fase, o corpo só pode ser acessado por fora, e isso precisa ser levado em conta ao escolher a tecnologia de união. Esta ligação deve também ser removível para facilitar a manutenção e a desmontagem.

A tecnologia de fixação por perfuratriz de fluxo atende perfeitamente a esses requisitos. O parafuso é girado em alta velocidade e pressão para aquecer o material. Isso permite que o fixador force o parafuso pela pilha de material, enquanto prepara a rosca durante o processo – uma tecnologia de união eficiente e flexível para pilhas de vários materiais. O processo fornece uma ligação mecânica confiável, é reversível e exige acesso de apenas um lado. Nenhuma preparação de superfície é necessária. Assim, os componentes metálicos estão em uma ligação condutiva e formam uma gaiola de Faraday, impedindo qualquer interferência eletromagnética.