01 端板的材料類型
主流端板類型有3種:
1、工程塑料:PA66+玻纖(15%-30%),采注塑工藝,可實現復雜結構一體化成型,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、壓鑄鋁合金材質主要分為ADC12、ALSi10MnMg、A380。可一次成型,能設計輸出級底座固定孔、吊裝孔、減重凹槽等復雜結構,無需后續再拼接,尺寸精度高。
3、擠壓鋁型材:主要有6061-T6、6063-T6,6061偏硬一些,強度比6063更高一點,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,也可應用鈑金端板,免去開模費用,成本較低,也具有一定的強度。
02 端板的設計要點
(1)端板尺寸
端板的尺寸一般根據電芯的尺寸進行設計,寬度尺寸一般與對電芯寬度接近,高度方向一般比對電芯高度小一些,厚度尺主要取決于端板所需強度。
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)結構設計
設計端板結構時,要注意端板和電芯接觸面設計成平面,如果要添加加強筋,在另一側表面加,并且應該有一定的平面度要求。
如果是注塑或壓鑄端板,加強筋盡量分布均勻,吊裝孔位應該適當加強。
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定性。
螺栓固定式通過螺栓與模組框架連接,便于拆卸和維護。
焊接式直接焊接在模組框架上,穩定性好但不可拆卸。
卡扣式采用快速安裝設計,適用于標準化模組,提高了安裝效率。
(3)絕緣設計
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,盡管電芯都有藍膜包裹,但是藍膜一般只有0.1mm厚,金屬端板機加工產生的毛刺銳邊容易刺破藍膜,短路風險較大。
(4)抵抗電芯膨脹
模組入箱前,需要通過端板對模組內電芯施加一定的預緊力,其目的主要是:
抑制電芯膨脹:適當的約束力可以有效抑制電芯的鼓脹,延長循環壽命。
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,電芯在循環和老化過程中會不可逆地產生氣體和輕微的體積膨脹。端板需要承受來自模組內十幾個電芯疊加產生的膨脹力。因此,端板必須有足夠的強度和剛性。
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