Struttura del modulo batteria Tesla e sistema di gestione termica
Recentemente, l'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti ha rilasciato una nuova domanda di brevetto per Tesla denominata "Energy Storage Cell", depositata il 21 settembre 2021 e pubblicata il 26 ottobre 2023. Questa domanda di brevetto introduce una batteria di accumulo di energia progettata specificamente per l'integrazione nei veicoli di grandi dimensioni e nei prodotti per lo stoccaggio dell’energia della rete elettrica. La batteria di accumulo dell'energia è cilindrica e presenta caratteristiche specifiche che ne supportano l'integrazione. La batteria è costituita da una superficie superiore configurata con elettrodi positivi e negativi concentrici ed essenzialmente complanari. Questo design facilita la saldatura delle interconnessioni elettriche attraverso processi di produzione come la saldatura laser, migliorando così l'economia e le prestazioni.
La superficie laterale della batteria è dotata di un manicotto che viene utilizzato per isolare elettricamente le singole batterie e i componenti ausiliari gli uni dagli altri nel gruppo batterie. L'involucro è inoltre collegato al sistema di raffreddamento come parte del gruppo batterie e funge da canale principale per estrarre il calore generato all'interno di una singola batteria.
La funzione dell'involucro:
Isolamento elettrico: il manicotto è realizzato in materiale isolante elettrico. Questa caratteristica consente di isolare elettricamente le singole batterie e i componenti ausiliari nel gruppo batterie, prevenire cortocircuiti elettrici e migliorare la sicurezza e l'affidabilità del sistema di accumulo dell'energia.
Gestione termica: l'involucro è anche collegato al sistema di raffreddamento come parte del gruppo batterie e funge da canale principale per estrarre il calore generato all'interno di una singola batteria. Ciò è fondamentale per mantenere la temperatura operativa ottimale e prevenire il surriscaldamento, che può ridurre le prestazioni e potenzialmente portare a problemi di sicurezza.
Integrità strutturale: l'involucro comprende almeno una porzione della superficie laterale della batteria, che contribuisce all'integrità strutturale della batteria. Ciò è particolarmente importante quando la batteria è sottoposta a carichi meccanici, pressione o sollecitazioni per garantirne la durata e la durata.Produzione e assemblaggio: l'involucro svolge anche un ruolo nel processo di produzione e assemblaggio delle batterie di accumulo di energia. Il brevetto menziona che la superficie superiore della batteria adiacente alla superficie laterale coperta dall'involucro può avere un'ironia sufficiente per consentire alle apparecchiature di produzione di muoversi attraverso l'adesione magnetica. Ciò aiuta a produrre automaticamente pacchi batterie per l’accumulo di energia, a migliorare l’efficienza e a ridurre i costi.
Da quanto sopra, si può vedere che l’involucro della batteria nel nuovo brevetto di Tesla per batterie di accumulo di energia ha molteplici funzioni chiave, tra cui isolamento elettrico, gestione termica, supporto strutturale e facilitazione dei processi di produzione. Queste caratteristiche aiutano a migliorare le prestazioni complessive, la sicurezza, la durata e il rapporto costo-efficacia dei sistemi di accumulo dell’energia. L'involucro cilindrico della batteria può sostituire la colla o la schiuma poliuretanica riempita nel pacco batteria precedente per migliorare la protezione della batteria e aumentare il contatto termico tra la piastra fredda e la batteria. La colla riempita o la schiuma poliuretanica sono difficili da staccare dalla batteria. Pertanto, la custodia migliorerà notevolmente l'assemblaggio del pacco batteria e lo smontaggio della batteria difettosa.
