01 端板的材料類(lèi)型
主流端板類(lèi)型有3種:
1、工程塑料:PA66+玻纖(15%-30%),采注塑工藝,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化成型,良品率高。塑料端板具有一定的輕量化效果,絕緣性和耐腐蝕性較好。CTP模組一般都用塑料端板。
2、壓鑄鋁合金材質(zhì)主要分為ADC12、ALSi10MnMg、A380。可一次成型,能設(shè)計(jì)輸出級(jí)底座固定孔、吊裝孔、減重凹槽等復(fù)雜結(jié)構(gòu),無(wú)需后續(xù)再拼接,尺寸精度高。
3、擠壓鋁型材:主要有6061-T6、6063-T6,6061偏硬一些,強(qiáng)度比6063更高一點(diǎn),擠出難度更大。鋁型材端板壁厚一般為2mm左右,可以更好地保證平面度和變形量,不受力的位置可以1.5-1.6mm。
另外,在某些比較小型的模組中,也可應(yīng)用鈑金端板,免去開(kāi)模費(fèi)用,成本較低,也具有一定的強(qiáng)度。
02 端板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)端板尺寸
端板的尺寸一般根據(jù)電芯的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì),寬度尺寸一般與對(duì)電芯寬度接近,高度方向一般比對(duì)電芯高度小一些,厚度尺主要取決于端板所需強(qiáng)度。
高度方向上下分別留出余量,方便模組與箱體橫梁之間的固定,并給模組高壓座的安裝留出位置
(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)端板結(jié)構(gòu)時(shí),要注意端板和電芯接觸面設(shè)計(jì)成平面,如果要添加加強(qiáng)筋,在另一側(cè)表面加,并且應(yīng)該有一定的平面度要求。
如果是注塑或壓鑄端板,加強(qiáng)筋盡量分布均勻,吊裝孔位應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)。
安裝方式上有螺栓固定式焊接式卡扣式,各有不同的便捷性和穩(wěn)定性。
螺栓固定式通過(guò)螺栓與模組框架連接,便于拆卸和維護(hù)。
焊接式直接焊接在模組框架上,穩(wěn)定性好但不可拆卸。
卡扣式采用快速安裝設(shè)計(jì),適用于標(biāo)準(zhǔn)化模組,提高了安裝效率。
(3)絕緣設(shè)計(jì)
塑料端板和電芯之間不需要加絕緣隔片,但是金屬端板需要,盡管電芯都有藍(lán)膜包裹,但是藍(lán)膜一般只有0.1mm厚,金屬端板機(jī)加工產(chǎn)生的毛刺銳邊容易刺破藍(lán)膜,短路風(fēng)險(xiǎn)較大。
(4)抵抗電芯膨脹
模組入箱前,需要通過(guò)端板對(duì)模組內(nèi)電芯施加一定的預(yù)緊力,其目的主要是:
抑制電芯膨脹:適當(dāng)?shù)募s束力可以有效抑制電芯的鼓脹,延長(zhǎng)循環(huán)壽命。
保持界面接觸: 確保電芯大面與散熱板/氣凝膠之間始終有良好的熱接觸。
在電池包服役期間,電芯在循環(huán)和老化過(guò)程中會(huì)不可逆地產(chǎn)生氣體和輕微的體積膨脹。端板需要承受來(lái)自模組內(nèi)十幾個(gè)電芯疊加產(chǎn)生的膨脹力。因此,端板必須有足夠的強(qiáng)度和剛性。
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