هيكل وحدة بطارية تسلا ونظام الإدارة الحرارية

أصدر مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي مؤخرًا طلب براءة اختراع جديد لشركة Tesla يسمى "خلية تخزين الطاقة"، والذي تم تقديمه في 21 سبتمبر 2021 ونشره في 26 أكتوبر 2023. يقدم طلب براءة الاختراع هذا بطارية لتخزين الطاقة مصممة خصيصًا للتكامل. في المركبات الكبيرة ومنتجات تخزين الطاقة لشبكة الكهرباء. بطارية تخزين الطاقة أسطوانية الشكل ولها خصائص محددة تدعم التكامل. تتكون البطارية من سطح علوي مكون من أقطاب كهربائية موجبة وسالبة متحدة المركز ومتحدة المستوى بشكل أساسي. هذا التصميم يسهل لحام التوصيلات الكهربائية من خلال عمليات التصنيع مثل اللحام بالليزر، وبالتالي تحسين الاقتصاد والأداء.

تم تجهيز السطح الجانبي للبطارية بغطاء يستخدم لعزل البطاريات الفردية والمكونات المساعدة كهربائيًا عن بعضها البعض في مجموعة البطاريات. ويتصل الغلاف أيضًا بنظام التبريد كجزء من مجموعة البطاريات ويعمل كقناة رئيسية لاستخراج الحرارة المتولدة داخل بطارية واحدة.

وظيفة الغلاف:
العزل الكهربائي: الغلاف مصنوع من مادة عازلة للكهرباء. تتيح هذه الميزة عزل البطاريات الفردية والمكونات المساعدة كهربائيًا في مجموعة البطاريات، ومنع حدوث دوائر كهربائية قصيرة، وتحسين سلامة وموثوقية نظام تخزين الطاقة.
الإدارة الحرارية: يتم توصيل الغلاف أيضًا بنظام التبريد كجزء من مجموعة البطارية ويعمل كقناة رئيسية لاستخراج الحرارة المتولدة داخل بطارية واحدة. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على درجة حرارة التشغيل المثالية ومنع ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يقلل من الأداء ويحتمل أن يؤدي إلى مشكلات تتعلق بالسلامة.
السلامة الهيكلية: يشتمل الغلاف على جزء على الأقل من السطح الجانبي للبطارية، مما يساهم في السلامة الهيكلية للبطارية. وهذا مهم بشكل خاص عندما تتعرض البطارية لأحمال ميكانيكية أو ضغط أو إجهاد لضمان متانتها وعمر الخدمة. التصنيع والتجميع: يلعب الغلاف أيضًا دورًا في عملية تصنيع وتجميع بطاريات تخزين الطاقة. تشير براءة الاختراع إلى أن السطح العلوي للبطارية المتاخم للسطح الجانبي المغطى بالغلاف يمكن أن يحتوي على سخرية كافية لمعدات التصنيع للتحرك من خلال الالتصاق المغناطيسي. ويساعد ذلك على تصنيع مجموعات بطاريات تخزين الطاقة تلقائيًا، وتحسين الكفاءة، وخفض التكاليف.

مما سبق، يمكن ملاحظة أن غلاف البطارية في براءة اختراع تسلا الجديدة لبطاريات تخزين الطاقة له وظائف رئيسية متعددة، بما في ذلك العزل الكهربائي، والإدارة الحرارية، والدعم الهيكلي، وتسهيل عمليات التصنيع. تساعد هذه الميزات على تحسين الأداء العام والسلامة والمتانة والفعالية من حيث التكلفة لأنظمة تخزين الطاقة. قد يحل غلاف البطارية الأسطواني محل الغراء أو رغوة البولي يوريثان المملوءة في حزمة البطارية السابقة لتعزيز حماية البطارية وزيادة الاتصال الحراري بين اللوحة الباردة والبطارية. من الصعب إزالة الغراء المملوء أو رغوة البولي يوريثان من البطارية. ولذلك، فإن الغلاف سيحسن بشكل كبير تجميع حزمة البطارية وتفكيك البطارية المعيبة.