الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۰۸
کد مقاله
IND108
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم – یون شیمی، اجزا، انواع و اصطلاحات – فصل ۱۱: بسته بندی مکانیکی و انتخاب مواد
نام انگلیسی
The Handbook of Lithium-Ion Battery Pack Design – Chemistry, Components, Types and Terminology-Chapter11: Mechanical Packaging and Material Selection
تعداد صفحه به فارسی
۲۱
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۲
کلمات کلیدی به فارسی
باتری لیتیوم – یون
کلمات کلیدی به انگلیسی
Lithium-Ion Battery
مرجع به فارسی
جان وارنر، الزویر
مرجع به انگلیسی
John Warner; XALT Energy, Midland, MI, USA; Elsevier
کشور
ایالات متحده
کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم – یون
شیمی، اجزا، انواع و اصطلاحات
فصل ۱۱ . بسته بندی مکانیکی و انتخاب مواد
در این فصل، چگونگی برآورد جامع از اندازه فیزیکی و حجم یک کلاس / پک باتری را مورد ارزیابی قرار می دهیم. ما همچنین به انواع مختلف مواد بسته بندی / پکینگ و راه حل مرتبط با آن، ملاحظات حفاظت در برابر آب بندی درز و ملاحظات شوک و ارتعاش می پردازیم.
شاید اولین و مهم ترین گزینه ای که در مورد بسته بندی با آن مواجه می شویم این باشد: هیچ نوع اندازه استاندارد مشخصی برای پک / کلاس باتری لیتیوم یونی وجود ندارد و بعید به نظر می رسد در آینده نزدیک نیز وجود داشته باشد. این مورد سئوالی است که عمدتا مطرح شده است اما دلیل آن این است که به احتمال زیاد هیچ استانداردی در مورد پک های باتری که نسبتا ساده باشد وجود ندارد: هر پک باتری برای تناسب با یک یا دو ساختار مختلف خودرو مختص یک تولیدکننده طراحی شده است. هر تولیدکننده خودرو ساختارها و روش های مختلفی دارد که وسایل نقلیه را در مکان های مختلفی قرار می دهد که روی آن تثبیت شده و اجزای مختلف روی آن نصب می شوند. در سیستم های ثابت بزرگتر، دستورالعمل خاصی برای استفاده از قفسه های سرور ۱۹ اینچی به منظور نصب باتری های لیتیوم یونی بر روی آنها وجود دارد. با این حال برخی تولیدکنندگان باتری راه حل هایی مختلفی را برای نصب سیستم ذخیره سازی انرژی (ESS) ابداع کرده اند. بدین علت استانداردسازی در سطح پیمانه ای / ماژول یا پک، حداقل در کوتاه مدت، بعید است.
دلیل دومی که استانداردسازی یک چالش محسوب می شود این است که تقریبا هر خودروی برقی در بازار امروز یک خودروی بهینه سازی شده است. بعبارت دیگر، خودرویی است که برای یک موتور احتراق داخلی دیزل یا گازوئیل طراحی شده است که در آن تولیدکنندگان تلاش می کنند تا فضای موجود را پیدا کنند که در ان یک سیستم باتری بسته بندی می شود بجای خودرویی که از ابتدا به صورت یک خودروی تمام برقی طراحی شده است. این بدان معناست که باتری ها در محل هایی نصب شده اند در قابل یک طرح در زیر خودرو جای می گیرند نه در بدنه، زیرصندلی ها، در تونل انتقال یا در مخزن سوخت .
نظر به این که این وضعیت قرارگیری صنعت خودروسازی امروزی می باشد، زمان آن فرا رسیده تا به برناه های ساخت هدفمندتر حرکت کنیم. خودورها پس از ۱۰ تا ۱۵ سال تحت بازطراحی های ساختاری جدید قرار می گیرند. یعنی ما احتمالا دو تا سه نسل باتری را در زمان طراحی خودروی برقی پیش رو داریم. یعنی طراحی باتری ،بجای تلاش برای بسته بندی آن در یک فضای کنونی انجام می شود. امروزه، تنها چند تولیدکننده نظیر تسلا هستند که خودروهای برقی را با طرح های باتری در کف خودرو ارائه می کنند، اما بیشتر تولیدکنندگان طرح های خود را در طی زمان تغییر می دهند.
همان طور که در ابتدا به جنبه های مکانیکی ESS لیتیوم یون پرداختیم، معمولا بهترین کار شروع با موارد ضروری است. یک برنامه کاربردی چیست؟ این برنامه کجا نصب یا مستقر شده است؟ اگر در یک زمینه خودوسازی است، آیا زیر کاپوت نصب می شود، در کابین مسافر، زیر شاسی یا در درون صندوق ؟ اگر کاربرد برق ثابت باشد، در محفظه تلفن همراه نصب می شود یا بطور دائمی نصب شد ؟ اگر یک کاربرد دریایی و آبی باشد، الزامات محیطی و درزبندی آن چیست؟ زمانی که مکان نصب سیستم را بشناسیم،می توانیم به نیازهای دیگر نیز توجه کنیم. آیا لازم است در برابر الزامات زیست محیطی سخت گیرانه ایستادگی کنیم؟ چه سطحی از درزبندی لازم است انجام شود ؟ آیا یک عنصر ساختاری در سیستم است؟ نوع شوک و ارتعاشی که سیستم با آن مواجه می شود چیست؟
سپس می توانیم نیازهای مکانیکی دیگر را ارزیابی کنیم. آیا در یک منطقه تصادف خودرو نصص می شود؟ آیا به تحقق نیازهای بارگذاری زانویی نیاز دارد، بعبارت دیگر به قابلیت ایستادن هر فرد یا قدم زدن روی آن نیاز دارد؟ علاوه براین، باید اثرات دیگر نظیر تداخل الکترومغناطیسی و اثرات سازگاری الکترومغناطیسی، فاصله تا اجزای تولید گرمایی دیگر در خودرو، فاصله تا مسافران و نیاز به سرویس پذیری پک را در نظر گیریم.
اجزای ESS که در اینجا از دیدگاه ساختاری و مکانیکی درنظر گرفته ایم شامل محفظه ای که در آن ESS نصب شده و ساختار مکانیکی که از سل ها محافظت می کند و به عنوان ماژول شناخته شده است می باشد. این دو عنصر ممکن است از ترکیبی از فولاد، ومینیوم، پلاستیک، فایبر گلاس، و مواد کامپوزیت ساخته شده باشند.
شناخت میزان شوک و ارتعاشی که ESS شما تجربه می کند نیز یک جنبه کلیدی از طراحی مکانیکی شما می باشد. برای مثال، در کاربردهای خودروسازی یک سطح بالای مقاومت در برابر ارتعاش ممکن است لازم باشد. این کار ممکن است از طریق ترکیب طراحی و انتخاب مواد انجام شود. در برخی موارد، طراح ممکن است یک نوع فوم از مواد را برای کاهش اثر ارتعاش روی پک باتری در نظر گیرد. همچنان لازم است که جریان ارتعاش از طریق باتری از سل و اتصالات داخلی سل عبور نکند. طراحی سیستم مکانیکی باید این مورد را در نظر گیرد و سل ها و اتصالات آنها را تفکیک کند چون عدم انجام این کار سبب افزایش امپدانس، افزایش میزان گرما و در نهایت خرابی زودرس می شود. برای سیستم های دیگر نظیر مواردی که ممکن است با سیستم های خیلی بزرگ ترکیب شده باشند، تأثیر شوک روی باتری ممکن است در طراحی ارزیابی و محاسبه شده باشد.
بسته بندی مکانیکی انتخاب مواد ۱۱ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
طرح های پیمانه ای
چون ما در مورد عناصر ساختاری و مکانیکی سیستم باتری صحبت می کنیم، بگذارید برای چند لحظه انواع مختلف ماژول ها / پیمانه های باتری که کاربرد امروزی دارند را بحث کنیم. عبارت ماژول باتری بطور کلی برای اشاره به مجموعه سل های لیتیوم یون به صورت یک واحد الکتریکی و مکانیکی مجزا بکار گرفته می شود. ماژول شامل سل های لیتیوم یون، باس بارها، برد مدار چاپی کنترل دما و ولتاژ، عناصر مدیریت حرارتی و در نهایت ساختار مکانیکی کامل می باشد.
طراحی ماژول عمدتا به چند چیز بستگی دارد. اول نوع سل بکار رفته می باشد چون پیکربندی طرح نهایی را ضرورت می بخشد. برای مثال،استفاده از یک سل کیسه ای به مجموعه ای از چارچوب های ساخته شده از پلاستیک یا فلزی نیا دارد که سل ها روی آن نصب شوند و از سل ها محافظت کند و مقدار مناسب فشار باید روی سل ها اعمال شود. برای سل های محفظه منشوری بزرگ، هر سل ممکن است تنها به قطعه ساختاری و قاب نیاز نداشته باشد. در این مثال، برد همبند یا بهم پیوسته (ICB) ممکن است برای تأمین مقدار مناسب ساختار مکانیکی کافی باشد.
بسته بندی مکانیکی انتخاب مواد ۱۱ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
استفاده از فلزات در طراحی باتری
ما کار را با توجه به انواع مختلف موادی که در محفظه های باتری بکار رفته اند شروع می کنیم. محفظه های پک و ماژول ممکن است از پلاستیک، فولاد، آلومینیوم، الیاف شیشه، یا مواد کامپوزیت طراحی شده باشد. و در تقریبا تمامی موارد، ترکیبی از این مواد در یک طراحی ESS استفاده خواهد شد.
بسته بندی مکانیکی انتخاب مواد ۱۱ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
استفاده از پلاستیک ها و کامپوزیت ها در طراحی باتری
برخی سیستم های کوچک تر باتری ممکن است از محفظه های پلاستیکی استفاده کنند. اگر باتری تقاضاهای ساختاری عمده ای نداشته باشد این سیستم ها به احتمال زیاد از یک پلاستیک استفاده می کنند. در برخی باتری های خودرو از نوع هیبرید و خاموش و روشن، محفظه تنها به حفاظت از سل های لیتیوم یون با حداقل درخواست های ساختاری نیاز دارد. پلیمرها و پلاستیک ها برای پک باتری بزرگ در چندین منطقه استفاده شده اند. در برخی ESSs بزرگتر خودرو، یک کاور کامپوزیت ممکن است به اتفاق یک پایه فلزی استفاده شود. برای مثال، خودروی Chevrolet Volt از یک کامپوزیت ورق فولادی ساخته شده از رزین استر وینیل سبک وزن استفاده می کند که حاوی پرکننده نانورسی هیدرات و الیاف شیشه ای۴۰ درصد می باشد. بعبارت ساده تر، خودروی Chevrolet Volt از جنس الیاف شیشه ای ساخته شده است.
بسته بندی مکانیکی انتخاب مواد ۱۱ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
محفظه های آب بندی شده
طراحی محفظه ESS باید کاربرد و مکان نصب سیستم باتری را در نظر گیرد. در تقریبا تمامی سیستم های باتری، ارزیابی حفاظت بین المللی(جدول۱) یا حفاظت نفوذ (IP) و درجه بندی نیازهای سیستم مهم است. در بیشتر سیستم های خودروسازی، غالبا تضمین این مورد در نظر گرفته می شود که سیستم در برابر نفوذ گردوغبار و مایع آب بندی / درزبندی شده است که به عنوان درجه بندی IP6K9 شناخته شده است.کد درجه بندی IP به عنوان بخشی از استاندارد بین المللی الکتروتکنیکال (IEC) ۶۰۵۲۹ ابداع شد. رقم اول سطح حفاظتی را نشان می دهد که واحد در برابر نفوذ فیزیکی و گردوغبار فراهم می کند، بعبارت دیگر، در برابر نفوذ گردوغبار بداخل پک و چیزهایی نظیر انگشتان بداخل طراحی پک باتری حفاظت می کند. رقم دوم به حفاظت در برابر نفوذ مایع از قطرات مایعات گرفته تا غوطه ورشدن کامل و اسپری آب اشاره می کند.
بسته بندی مکانیکی انتخاب مواد ۱۱ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
دستورالعمل های طراحی و بهترین شیوه ها
* هیچ پک باتری لیتیوم یون استاندارد وجود ندارد.
* عبارت ماژول باتری به مجموعه سل های لیتیوم یون به صورت یک واحد الکتریکی و مکانیکی اطلاق می شود.
* ماژول بلوک ساختاری اساسی برای تمامی طرح های سیستم است.
* محفظه های باتری ممکن است از ترکیبی از فولاد یا آلومینیوم مهر و موم شده، آلومینیوم قالبی، الیاف شیشه ای، کامپوزیت یا پلاستیک باشد.
* پلاستیک ها معمولا در طرح های باتری در ICBs، ماژول ها، سیستم های حرارتی و در ساختار مکانیکی پک و ماژول استفاده شده اند.
* دو نوع استانداردهای آب بندی که باید ارزیابی شوند IP و NEMAمی باشند.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
