动力电池模组结构设计方案书.docx

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动力电池模组结构设计方案书

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第1.0版

1电池模块结构

1.1总体设计思路

电芯由两块塑料支架以交错的方式排布固定，如此保证电芯排布密度达到最大。

电芯间距离1.5mm达到安全距离。

每个电芯由塑料支架上的三角柱支撑，三角柱同时具有定位汇流板和镍带的作用。

电芯与镍带焊接，焊接方法为电阻焊，镍带再与汇流板焊接，焊接方法为激光焊。

汇流板与引出极焊接，焊接方法为电阻焊，至此达到电流由电芯通过镍带到汇流板再到引出极引出的过程。

1.2支架设计

支架是起到固定电芯、汇流板、引出极等零部件的重要部件之一。

电芯支撑设计：

电芯为均匀间隔排布以达到空间利用效率最大。

每颗电芯由三个三角柱支撑，三角柱高度6mm拔模角度15°使电芯装配时两支架可平顺对正不至由于电芯不正导致装配不畅。

壁型塑料件设计往往拔模角度越大越好通常薄壁处为2°-5°最小可取到0.5°，为保证脱模顺利及固定电芯的作用选择15°角度过大则无法保证三角柱高度。

模块固定设计：

支架由六根M3*35三件套螺柱均布固定，等级10.9抗拉强度1000MP屈服强度比0.9，模块约重10kg，满足设计要求。

支架上下各设计两个V型槽，槽底嵌入M5铜螺母用于固定在箱体内，V型槽有效节约了空间使模块体积不增加。

顶部增加两个空槽用于信号线通过不增加额外走线空间。

顶部两侧增加护耳用于保护引出极不与外界触电。

支架两侧增加沟槽用于引出极藏入并且不增加模块尺寸。

支架材料选择：

材料选择为尼龙66（PA66）+玻纤，材料内加入绝缘母料。

该材料有较好的力学性能和电绝缘性能，加入玻纤后缩水率减小有效的消除了三角柱位置的水纹。

1.3汇流板设计

汇流板是将电芯并联的部件。

整组电芯的正极负极各一片。

汇流板为0.5mm铜板冲压成型，借由塑料支架上的三角柱定位。

三个三角孔中心冲φ12圆孔用于电芯与镍带焊接。

1.4引出极设计

引出极是将电池模块正负极引出的部件。

引出极为1.5mm铜板冲压成型。

引出极与汇流板焊接宽度为6mm，节省了模块空间，使模块尺寸减小。

铜件与铜件焊接常用方法为超声波焊和电阻焊，由于焊接宽度小而超声波焊机的焊头较大无法下降到6mm的空间所以选择电阻焊接。

电阻焊加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小而且生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。

1.5镍带设计

镍带是连接电芯与汇流板的部件。

镍带分为电池焊接部分a、三角定位部分b以及汇流板焊接部分c。

a和c连接部分宽度1mm单个电芯电流过载是可熔断保护其他电芯不受影响以保证电池组正常工作。

镍带横向摆放会造成镍带规格较多故镍带设计两种一种单数一种双数，为满足镍片斜着摆放有双有单的情况，摆放方法如图所示。

镍带与电芯焊接：

镍带与电芯用回流焊焊接，每个电芯四个焊点均布在焊接部分直线孔的两边。

镍带直线孔的设计是为了将回流焊机的电流最大限度分流到电芯钢壳上。

镍带与汇流板焊接：

镍带与汇流板利用激光焊接。

每个焊点焊φ4mm圆形焊接路径，保证受力均匀，用拉力计拉扯实验受力10N不断裂。

利用工装可以实现激光焊机cnc编程使焊接工作更快捷且品质恒定，从摆放镍片到产品下线单个用时8min。

2模块安装顺序

1）.

2）.

将镍片按图纸顺序摆放并将铜汇流板与镍片焊接。

3）.

将铜汇流板和铜引出极焊接，焊接位置（参照图纸汇流板引出极焊接）。

4）.

5）.

装入绝缘片。

6）.

装入压条及滑块。

7）.

装入电池，正极面向绝缘片位置。

注意负极方向不装绝缘片。

8）.

安装所需螺丝按照BOM表中的模块部分螺丝，备注部分写明了螺丝所用位置。