Requisitos de fixação de baterias e estratégias de projeto confiáveis para sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS)

Um simples Definição de BESS Sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS, na sigla em inglês) armazenam energia de fontes renováveis ou da rede elétrica e a liberam conforme a demanda. Os BESS podem ser usados em diversas aplicações, desde subestações de concessionárias de energia até microrredes industriais.

Cada sistema de armazenamento de energia em baterias Consiste em muitos parafusos que fixam as células da bateria, as carcaças e as barras de distribuição. Os engenheiros geralmente se concentram nas células e nos inversores. Mas o fixador de bateria É o que mantém toda a estrutura intacta e a estabilidade elétrica do conjunto.

Os sistemas de baterias frequentemente falham e param de funcionar porque seus conectores se soltam, enferrujam ou perdem a capacidade de conduzir eletricidade. Este guia aborda os quatro requisitos principais e estratégias práticas de projeto para evitar esses problemas.

Quais são os principais requisitos de fixação para o sistema BESS?

Os fixadores de baterias são a espinha dorsal do armazenamento de energia. Aqui estão alguns requisitos para ajudá-lo a selecionar um. Design de fixação da bateria: 

1. Segurança e resistência térmica

Os invólucros BESS devem suportar calor e pressão durante eventos de fuga térmica. Fixadores em conexão do módulo de bateria As juntas devem manter a força de aperto acima de 200 °C. Os aços inoxidáveis das classes A2-70 e A4-80, de acordo com a norma ISO 3506, atendem a esse limite sem fluência ou relaxamento de tensão.

Para aplicações em gabinetes de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) com classificação de resistência ao fogo, escolha fixadores que atendam à norma UL 9540A.

2. Resistência sísmica e de vibração

Instalações de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) de grande escala devem estar em conformidade com o IBC (Código Internacional de Construção) para segurança contra terremotos. Parafusos estruturais ESS Estão sujeitos a cargas sísmicas estáticas, bem como a vibrações dinâmicas devido aos ventiladores de refrigeração e à comutação da rede elétrica.

Você pode usar porcas de torque predominante ou agentes de travamento de rosca para criar fixadores resistentes à vibraçãoEm ambientes com cargas cíclicas, essas soluções reduzem a perda de torque em até 40%.

3. Condutividade elétrica

Normalmente, os engenheiros optam por cobre niquelado ou latão estanhado para os conectores entre as células da bateria e as barras de distribuição. Esses materiais mantêm a resistência de contato abaixo de 0,5 mΩ, atendendo aos requisitos da norma IEC 62619 para segurança de sistemas de baterias.

Parafusos de aço comuns podem enferrujar nos pontos de conexão, bloqueando a eletricidade e criando calor perigoso.

4. Desempenho anticorrosivo

Instalações de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) em ambientes externos e costeiros exigem fixadores com resistência mínima de 720 horas à névoa salina, conforme a norma ISO 9227. Revestimentos de zinco-níquel (8–12 μm) e revestimentos geométricos apresentam desempenho superior à galvanização padrão em exposição prolongada à umidade.

Quais são as estratégias de projeto estrutural para a fixação de baterias?

Além disso, você também deve verificar o projeto estrutural de cada um. conexão do módulo de bateria Para garantir a segurança:

Design antiafrouxamento

Variações de temperatura entre −20 °C e +60 °C causam expansão e contração do metal, o que pode afrouxar fixadores comuns com o tempo. Uma solução eficaz é... design de fixação da bateria incorpora:

• Porcas sextavadas de torque predominante (ISO 7042) que resistem à rotação sem adesivo;
• Arruelas de pressão Belleville para manter a carga de aperto durante ciclos térmicos;
• Compostos de travamento de roscas para juntas permanentes em zonas de alta vibração.

Construção leve

Cada quilograma economizado em um gabinete de BESS melhora a densidade de energia. Usando parafusos de alumínio M6 com Insertos roscados Helicoil Obtém-se uma redução de peso de 60% em comparação com o aço. Apesar de serem mais leves, esses fixadores mantêm uma resistência à tração superior a 8 kN, de acordo com as especificações da norma ASME B18.2.

Compensação Térmica

Quando metais diferentes, como parafusos de aço e estruturas de alumínio, são usados juntos, eles se expandem e contraem em taxas diferentes conforme a temperatura varia. Os engenheiros especificam valores de torque de 10 a 15% acima do padrão para compensar a expansão diferencial. Eles também recomendam o uso de arruelas de pressão em juntas críticas para manter a pressão de aperto.

Soluções de produtos recomendadas para aplicações de armazenamento de energia em baterias

A RL Fasteners fornece uma linha dedicada de baterias para toda a gama de soluções do sistema CNRL. Os principais componentes incluem:

• Parafusos estruturais ESS: Parafusos de cabeça sextavada de grau 8.8 e 10.9 com revestimento de zinco-níquel ou geomet, disponíveis nos tamanhos M4 a M24;
• Porcas de torque predominante: Em conformidade com a norma ISO 7042, aço inoxidável de graus A2/A4 para fixadores resistentes à vibração aplicações;
• Peças estampadas: Clips de barramento e placas de suporte personalizados projetados para conexão do módulo de bateria assembleias;
• Inserções Helicoil: Insertos de rosca de arame conforme ASME B18.29 para reforço de rosca em carcaças de alumínio leves;

As linhas de produtos de baterias da CNRL oferecem soluções completas em nível de sistema, e não apenas componentes individuais. Os engenheiros recebem especificações coordenadas para parafusos, porcas, insertos e peças estampadas em toda a montagem do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS).

Por que escolher a RL Fasteners como parceira para o seu projeto de sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS)?

Um sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) exige fixadores projetados para segurança, condutividade, cargas sísmicas e resistência à corrosão simultaneamente. Selecionar o fixador errado é um erro. fixador de bateria Custa tempo, dinheiro e tempo de atividade do sistema.

A RL Fasteners fabrica e exporta para OEMs de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) e empreiteiras de engenharia, aquisição e construção (EPC) na América do Norte, Europa e região Ásia-Pacífico. Nossa fábrica possui certificação ISO 9001:2015 e nossos produtos estão em conformidade com as diretivas RoHS, normas IFI e as marcas CE e UL aplicáveis.

Nossa linha de produtos CNRL abrange todas as juntas do seu veículo. sistema de armazenamento de energia em baterias, a partir do nível celular fixadores condutores para parafusos de fechamento estrutural.

Perguntas frequentes

P1: Por que os parafusos padrão falham em instalações de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) durante ciclos de temperatura?

Parafusos de aço comuns não suportam o aquecimento e resfriamento constantes de um sistema de bateria. Essa incompatibilidade faz com que os parafusos se soltem com o tempo nos pontos de conexão. Para garantir confiabilidade a longo prazo, utilize parafusos de aço. fixadores resistentes à vibração como arruelas de pressão e porcas de torque predominante que se ajustam às mudanças de temperatura.

Q2: Quais materiais de fixação apresentam melhor desempenho em ambientes externos ou costeiros de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS)?

Parafusos de aço inoxidável e com revestimento de zinco-níquel resistem à ferrugem em ambientes marítimos e externos. Para conexões elétricas, ligas de cobre niqueladas mantêm a resistência baixa e impedem a oxidação, o que é vital para parafusos expostos à umidade ou à maresia.

P3: Os insertos Helicoil podem melhorar? design de fixação da bateria Em invólucros de alumínio para sistemas de armazenamento de energia em baterias?

Sim. Os insertos helicoidais reforçam as roscas nas carcaças de alumínio para evitar que se desgastem durante a montagem. Permitem que materiais leves suportem alta pressão com segurança. Isso garante que o sistema de baterias permaneça estruturalmente íntegro.