【电池PACK技术】电池储能电池箱体一体化设计

电池储能电池箱体在储能系统中起着至关重要的作用，其重要功能包括承重保护、传热均温、电气安装和防水密封等。随着电池能量密度要求的不断提高，铝合金材料因其具有更高的导热性能和较低的密度，采用铝合金材料成为提升电池系统效能的一种有效解决方案。

采用流道与箱体侧壁的一体化成型设计可以节省关键承重部位的焊接工作，从而提升整体的结构强度，在静态承重、提拉吊装和随机振动等多种情况下保持结构安全与稳定性，而且在一定程度上可以改善箱体气密性表现。

此外，一体化设计有助于减少零件数量并降低箱体重量，通过挤压成型工艺制造，开模成本低、加工方便、易于修改，可以满足不同批量的灵活性需求。

储能用液冷下箱体一般宽度790-810mm，高度40-240mm不等，分为平板式和法兰式（见下图），液冷下箱体的长度与储能产品的容量等因素相关，通用方案有48s、52s、104s等多种不同规格。

平板式液冷下箱体

法兰式液冷下箱体

液冷下箱体是整个电池包的基础结构，由带有流道的底板、堵条、水嘴、边框、梁、支架、吊耳等配件配件拼焊而成矩形框体结构，所有零件都是铝合金材质。

液冷下箱体零件装配示意图

液冷下箱体需要具备足够的承重能力和结构强度，这对焊接质量提出了较高的要求，包括焊接工艺、焊缝等级控制及焊工技能等，以确保在实际应用中的安全性和可靠性。

液冷技术对液冷箱的气密性要求较高，包含下箱体气密性和液冷流道气密性。并且液冷流道还要承受冷却液流动压力，因此液冷流道的气密性要求更高。

一般要求液冷底板使用搅拌摩擦焊进行焊接，平板式液冷下箱体堵头也会采取搅拌摩擦焊进行焊接，通常搅拌摩擦焊缝凹陷≤0.5，并保证不允许有脱落或者振动工况下可脱落金属异物。

液冷流道、边框、水嘴、吊耳、横梁、配件等多采用TIG焊或CMT焊。考虑不同部件的性能要求差异，液冷流道、边框、水嘴、吊耳等均采用满焊焊接，而横梁、配件等进行段焊。前后电池模组梁区平面度单模组＜1.5mm，整体平面度＜2mm，边框平面度，单边框长度每增加500，±0.5。

焊缝表面不允许存在裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、外露夹渣、未焊满等缺陷。一般要求水嘴焊缝高度≤6mm，其他位置焊缝不超出箱体下表面，前后模组梁内侧焊缝不能突出内侧面。

焊缝熔深需满足相关标准要求。弧焊焊接接头，其抗拉强度应不低于母材抗拉强度最低值的60%；激光焊与搅拌摩擦焊焊接接头，其抗拉强度应不低于母材抗拉强度最低值的70%。

此外，下箱体焊接还必须满足气密性IP67的标准，因此对于焊后处理，一般要求前后模组梁区域焊渣、焊缝需打磨平；托盘外部焊接不允许打磨，密封面焊接处需打磨平整，与边框无明显高度差。

表：储能型材拼接液冷下箱体工艺选型及典型应用

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