动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

自从CTP、CTB电池包流行起来后,标准模组不见身影后,钢带也是很少见到了,但是在神行和麒麟电池包又看到了压条和钢带使用,是不是钢带又回归使用了呢?

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

一、为什么要用压条和钢带

现在的电芯是越做越大,横纵梁也越来越少,电池包在使用中面临的振动、冲击等工况不变,只靠结构胶固定的电芯下面,没有上面约束的电芯,就可能会出现电芯晃动和偏移问题。

加压条就是一个低成本的选择,通过直接抵压或粘接电芯的顶盖、肩部等关键部位,就可以部分限制电芯的垂直位移;

可以看到实际应用的压条是两种形式的:直接压的压条、以及在强度不足时候,为了防止压条脱胶,带钢带配合槽的压条。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

二、压条和固定带的材料

1、压条

压条一般是塑性材料制成。

具体来说采用的是拉挤成型工艺的纤维增强复合材料的塑料具有质量轻、强度高、热稳定性好的特点。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

部分采用聚丙烯塑料、丙烯腈丁二烯 苯乙烯共聚物等塑性材料。

压条也可以采用金属压条、碳纤维压条等。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

2、固定带

又叫紧固带

固定带配合着压条使用,就是为了减少压条脱胶可能,通过固定压条进一步约束电芯。

没有看到紧固带直接约束电芯的应用,也许为了防止钢带绝缘失效吧。

固定带一般采用与模组钢带材质一样的LH20或者304钢带,根据项目不同也可以采用塑料带、其他金属材质的固定带。

为了防火烧后钢带作为导体加速电池包的热蔓延,一般固定带内的钢带上缠绕陶瓷硅橡胶胶带隔热,外部再套热缩管绝缘。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

固定带的两端设置冲压的螺栓固定孔,通过螺栓固定在电池箱体的梁上来约束压条。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

三、压条怎么压电芯的?

1、压电芯

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

沿电芯厚度方向,一个压条覆盖 2列电芯,通过粘接胶 + 粗糙面方式;

为了增加压条的粘接强度,需要在电芯的肩部构造出适合粘接的粗糙带来,粗糙度范围在5μm≤Ra≤20μm内。

一般采用压花或者激光毛化方法,形状可以是圆形、矩形、三角形等凹槽,然后等离子清洗。

2、压电芯和汇流排

压条设计:

第一部分:经绝缘支架的通槽直接与电芯粘接,从电芯顶部施加压力限制其上下晃动;

第二部分:与CCS的汇流排粘接,增加压条的约束面积。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

绝缘支架设计:

为配合压条,绝缘支架的绝缘板上需设计通槽,

绝缘板上还设置卡槽,压条上有与卡槽配合的凸起,两者配合对压条限位。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

四、固定带

固定带两端设计固定孔,采用螺栓固定钢带的两端;

同时在压条在内部有限位槽,采用胶粘的方式固定紧固带的中间部位,减少钢带晃动的可能。

动力电池模组系统安全设计(十五)压条和固定带

五、讨论

通过以上分析,可以看出约束电芯主要起作用的是压条。

那对钢带的使用存在以下疑问:

为什么一部分压条采用了钢带约束,一部分不用钢带呢?而且钢带长短还不一致呢?

感觉可能是部分电池包的模态不理想,是否?

本文图片来自:知化汽车视频和宁德时代专利

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