Zellverbinder aus Aluminium

Zellverbinder aus Aluminium schweißen

Bei MultiLayerJoin handelt es sich um ein von Air Energy und dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) entwickeltes und patentiertes Verfahren, um Zellverbinder aus Aluminium zu schweißen. Durch die Verbindung von mehreren Schichten können bei kleinen, thermisch sensiblen Kontaktflächen hohe Querschnitte bei gleichzeitig guter mechanischer Flexibilität realisiert werden. Dies ist notwendig, um die bei Hochleistungsbatterien auftretenden hohen Lade- und Entladeströme verlustarm zu übertragen. Das Verfahren ermöglicht, durch einen mehrstufigen Schweißprozess, leichtere flexiblere Zellverbinder aus Aluminium und ermöglicht kleinere Bauräume als bisherige Verfahren. Dadurch lassen sich sowohl Materialkosten als auch Gewicht einsparen, bei gleicher Leistungsfähigkeit der Verbinder.

Aluminium Zellverbinder

Zellverbinder aus Aluminium an einer Hochleistungsbatterie

Wir schweißen für Sie

In Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik bietet Air Energy das Schweißen von Aluminiumverbindern als Dienstleistung an. Kontaktieren sie uns um zusammen mit unseren Mitarbeitern die passende Verbindungstechnik für ihre Anwendung auszuwählen.

Verwendete Schweißverfahren

Bei dem verwendeten Schweißverfahren handelt es sich um Laserschweißen. In Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik wird Laserstrahlung mit hoher Intensitität und Geschwindigkeit verwendet, um den Energieeintrag beim Schweißvorgang so gering wie möglich zu halten. Durch die Verwendung von Laserstrahlung lassen sich Energieeintrag und Eindringtiefe exakt regulieren. Dadurch wird die thermische Beanspruchung der Kontaktflächen auf ein Minimum reduziert, ohne das bei der Qualität der Schweißverbindung Abstriche gemacht werden müssen. Mit diesem Verfahren lassen sich zum Beispiel prismatische Zellen hervorragend verlustarm kontaktieren.

Anwendungsgebiete

Aus mehreren Lagen aufgebaute Aluminium-Schweißverbinder eignen sich bei allen Anwendungen in denen hohe Lade- und Entladeraten ~60 C benötigt werden, bei gleichzeitig guter Flexibilität der Verbinder. Das Verfahren kann überall angewendet werden, wo bei kleinen, thermisch sensiblen Kontaktflächen ein hoher Leiterquerschnitt nötig ist, um thermische Verluste zu minimieren. Gerade bei prismatischen Zellen mit hohen Lade- und Entladeströmen eignet sich dieses Verfahren hervorragend. Durch die höhere Flexibilität gegenüber herkömmlichen Verbindern wird zudem eine Zugentlastung der Verbindungsstelle realisiert, welche die Steifigkeit der Verbindung reduziert.

Beispiel Hochleistungsbatterie

300 kW Hochleistungsbatterie

Bei dieser Batterie handelt es sich um eine Hochleistungsbatterie auf Basis von Litiumtitanat-Zellen von Toshiba. Dazu wurden 315 Zellen seriell verschaltet, um eine maximale Spannung von 882 V zu erreichen. Die nominale Ladeleistung beträgt 300 kW, was 40 C entspricht, in der Spitze sind bis zu 400 kW (60 C Laderate) möglich. Dies entspricht einem Ladestrom von bis zu 600 A! Durch das spezielle Schweißverfahren sind die Zellverbinder bei gleichbleibend hoher Leitfähigkeit wesentlich kleiner und flexibler als herkömmliche Verbinder, was sowohl die Kosten als auch das Gewicht reduziert. Die Batterie ist zudem wassergekühlt und verfügt über ein komplettes Batteriemanagementsystem, sowie Hochspannungskontakte.