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    圓柱形電池的塑料部件設計

    收藏 評論 編輯:王俊 來源:第一車市 時間:2021-05-26 10:54:22

      [第一車市 新聞]目前,科思創的產品已被應用于圓柱形電池的塑料部件設計。首個采用拜本蘭制成的電動汽車電池組圓柱形電池座設計已被證明相當成功,現已成為成熟的電動汽車解決方案。拜本蘭長期被應用于鋰離子電池組,其在IT、消費電子和醫療設備領域表現出的優異性能已得到證實。

      科思創聚碳酸酯業務部應用研發專家 Miguel Venancio Lopes表示,盡管已經有這些成功的案例,但人們仍在努力探索更經濟的解決方案。在這個市場上的新玩家現在都是行業中的知名企業,他們更加注重優化設計,以及提升能量密度。

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      圖:由拜本蘭制成的電動汽車電池組使用圓柱形電池座設計

      將圓柱形電池裝入一個模塊中需要嚴格控制公差,以安全地將所有必要的組件封裝在一起。這不僅需要滿足電池組的大規模需求,更重要是要確保安全性。模塊或電池組需要進行各種破壞性測試,以驗證該組件的安全性。電池本身的尺寸差異也可能造成問題。例如,對于不同的制造商,典型的18650電池的直徑可能在規定的直徑18.3mm正0.2/負0.3 mm范圍內波動。這就提出了如何實現電池固定的最佳平衡、放置電池時的反饋、對材料施加的壓力大小和加工成本等問題。

      Lopes介紹道,科思創評估了多種解決方案及其優缺點,以幫助客戶選擇合適的電池座材料。例如,拜本蘭產品的延展性能夠通過最小化電池座材料的彈性變形,確保圓柱型電池與電池座緊密貼合,這降低了自動裝配過程中出現問題的可能性,對大規模量產的成本控制極為重要。

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      圖:圓柱形電池的幾何形狀(左)和用拜本蘭設計的配合電池座(右)

      在電池座的設計中,滿足擴大生產規模需求的能力很重要,但往往被忽視。在圓柱形電池座的設計中,一種新出現的設計是蛤殼式設計。這種設計可以使電池置于兩個可拆開的殼體組件之間,并使用紫外線(UV)固化的粘合劑將圓柱形電池固定。

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      圖:用拜本蘭制造的蛤殼式圓柱形電池座

      對于這類設計,Lopes表示,科思創的拜本蘭 FR3040 EV PC+ABS合金以及紫外線固化粘合劑,其紫外線透射率至少為30%,使粘合劑能夠在5秒鐘內固化,加快了電池模塊的速度。拜本蘭 FR3040 EV PC+ABS合金還保留了拜本蘭系列產品的傳統特性,包括UL 94 V-0阻燃等級、高延展性和出色的可加工性,使其成為適于大規模裝配的有嚴格公差要求的部件的理想之選。不過,除了要滿足公差和將多個部件安裝在一起的要求,還需滿足裝配時間的要求,這與裝配工藝本身有關,而且可以通過選用正確的材料來進一步提升。

      在用于鋁合金部件的材料方面,Lopes介紹道,拜本蘭T88 GF-20(PC+SAN合金)是20%的玻纖增強材料,具有更高的剛度,從而適用于長而薄的部件,也可滿足結構部件(如母線支架)等功能部件的要求。此外,由于該材料的線性熱膨脹系數(CLTE)與鋁相似,這些部件可以與其他金屬部件結合使用,而沒有在使用溫度范圍內因不同膨脹系數而產生應力的風險。這種產品大多用于蛤殼設計,但多用于較大尺寸的組件,或僅作為頂部和底部的蛤殼板。

      Lopes強調,電池組中各部件的緊密配合對其可靠性和性能影響很大。選擇最適合應用場景的材料,如拜本蘭產品,使電池設計人員能夠優化設計,包括組件安裝以及后續裝配過程。

      他補充道,實際性能和設計取決于制造商的要求,并且需要通過制造測試予以確認和驗證。通過最佳的和先進的應用開發技術,科思創的設計團隊可以隨時為行業內廠商的產品開發工作支持。

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