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新能源电池包 电池包端板设计!

01 端板的材料类型

主流端板类型有3种:

1、工程塑料:PA66+玻纤(15%-30%),采注塑工艺,可实现复杂结构一体化成型,良品率高。塑料端板具有一定的轻量化效果,绝缘性和耐腐蚀性较好。CTP模组一般都用塑料端板。

2、压铸铝合金材质主要分为ADC12、ALSi10MnMg、A380。可一次成型,能设计输出级底座固定孔、吊装孔、减重凹槽等复杂结构,无需后续再拼接,尺寸精度高。

3、挤压铝型材:主要有6061-T6、6063-T6,6061偏硬一些,强度比6063更高一点,挤出难度更大。铝型材端板壁厚一般为2mm左右,可以更好地保证平面度和变形量,不受力的位置可以1.5-1.6mm。

另外,在某些比较小型的模组中,也可应用钣金端板,免去开模费用,成本较低,也具有一定的强度。

02 端板的设计要点

(1)端板尺寸

端板的尺寸一般根据电芯的尺寸进行设计,宽度尺寸一般与对电芯宽度接近,高度方向一般比对电芯高度小一些,厚度尺主要取决于端板所需强度。

高度方向上下分别留出余量,方便模组与箱体横梁之间的固定,并给模组高压座的安装留出位置

(2)结构设计

设计端板结构时,要注意端板和电芯接触面设计成平面,如果要添加加强筋,在另一侧表面加,并且应该有一定的平面度要求。

如果是注塑或压铸端板,加强筋尽量分布均匀,吊装孔位应该适当加强。

安装方式上有螺栓固定式焊接式卡扣式,各有不同的便捷性和稳定性。

  • 螺栓固定式通过螺栓与模组框架连接,便于拆卸和维护。

  • 焊接式直接焊接在模组框架上,稳定性好但不可拆卸。

  • 卡扣式采用快速安装设计,适用于标准化模组,提高了安装效率。

(3)绝缘设计

塑料端板和电芯之间不需要加绝缘隔片,但是金属端板需要,尽管电芯都有蓝膜包裹,但是蓝膜一般只有0.1mm厚,金属端板机加工产生的毛刺锐边容易刺破蓝膜,短路风险较大。

(4)抵抗电芯膨胀

模组入箱前,需要通过端板对模组内电芯施加一定的预紧力,其目的主要是:

  • 抑制电芯膨胀:适当的约束力可以有效抑制电芯的鼓胀,延长循环寿命。

  • 保持界面接触: 确保电芯大面与散热板/气凝胶之间始终有良好的热接触。

在电池包服役期间,电芯在循环和老化过程中会不可逆地产生气体和轻微的体积膨胀。端板需要承受来自模组内十几个电芯叠加产生的膨胀力。因此,端板必须有足够的强度和刚性。

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