本發(fā)明涉及新能源電池系統(tǒng)集成成組,尤其是涉及一種可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件及制造方法。
背景技術:
1、電池模組通常包括端板、鋼打包帶、絕緣材料、母線排及電芯等部件。其中端板主要為鋁型材端板、鋁壓鑄端板、注塑端板等幾種。鋁壓鑄端板和注塑端板為成品,鋁型材端板為擠壓出型材之后,再通過數(shù)控銑床進行必要的切削加工。專利cn220106740u公開了一種電池模組以及電池包,電池包包括電池模組,電池模組包括模組框架、若干個電芯組、電池連接總成和上蓋,電芯組包括多個沿第二方向間隔設置的電芯;模組框架包括兩個沿第二方向相對且間隔設置的第一端板、兩個沿第三方向相對且間隔設置的側板和至少一個第二端板,兩個第一端板和兩個第二端板圍合形成容納腔,若干個電芯組設置于容納腔內,第二端板設置于兩個第一端板之間且與第一端板間隔設置,第二端板的沿第三方向的兩端分別連接于兩個側板,側板朝外的一側設有多個間隔設置的固定部;上述第一端板、第二端板和側板均采用鋁型材擠出成型方式進行成型,鋁材較輕,且第一端板和第二端板均設有若干個加強筋,可以提高整個模組框架的結構強度。上述結構能夠提高電池模組的結構強度,提高電池模組的抗沖擊和抗振動能力,進而提高了電池模組的安全性。
2、目前新能源電池模組大多采用鋁合金型材鋁端板,鋁端板多為蜂窩結構,型材大面均為平板,在遠離電池側面加工淺槽,電池使用過程中的膨脹力全部作用于靠近電芯的平面。專利cn221009093u公開了一種端板、箱體、電池及用電裝置。其中,端板包括:第一板,包括第一連接部,所述第一連接部沿所述第一板的周向邊緣閉環(huán)設置,且被配置為與環(huán)境部件形成連續(xù)地密封連接;以及第二板,沿第一方向與所述第一板層疊設置;所述第二板包括沿所述第二板的周向邊緣間隔設置。其中第一板的第一連接部與環(huán)境部件形成連續(xù)地密封連接,用于實現(xiàn)端板與環(huán)境部件連接處的密封,第二板的第二連接部分別通過連接件與環(huán)境部件連接,用于提高端板與環(huán)境部件的連接強度。第一板包括鋁板,第二板包括鋼板或鋁板,第一板與第二板之間設置蜂窩狀結構的中間件,能夠為端板提供緩沖作用。端板的零部件少,結構簡單,與環(huán)境部件的連接操作方便,成本低,可靠性高。
3、新能源電池pack加工成本高,而鋁端板在pack加工成本中的占比又相對較大,因此需要考慮在不降低端板結構強度的前提下,大幅度地降低端板的結構設計成本。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足,提供一種可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件及制造方法,在不降低端板結構強度的前提下,大幅度減少端板的設計及加工成本,從而優(yōu)化鋁端板在電池pack輔助部件的成本占比,還能夠抵消部分電池鼓脹應力。
2、為達到上述目的,本發(fā)明采用以下技術方案:一種可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件,包括兩個鋁合金型材扣邊,兩個鋁合金型材板和塑料型材中間扣條;所述塑料型材中間扣條兩側的凹槽內各卡接一個鋁合金型材板的內側邊,兩個鋁合金型材板的外側邊各卡接一個鋁合金型材扣邊;所述鋁合金型材扣邊的截面為u型,所述塑料型材中間扣條的截面為工字型,所述鋁合金型材板兩側為臺階狀。
3、進一步地,所述鋁合金型材板的內側邊臺階面與所述塑料型材中間扣條兩側的凹槽過盈配合,所述鋁合金型材板的內側邊臺階面表面與所述塑料型材中間扣條兩側的凹槽內壁均涂抹有結構膠。
4、進一步地,所述塑料型材中間扣條兩側面開設貫通塑料型材中間扣條的鉚釘孔,所述鋁合金型材板的內側邊臺階面對應開設貫通鋁合金型材板的鉚釘孔。
5、進一步地,所述鋁合金型材扣邊的非電池接觸的側面開設長螺釘固定孔,所述鋁合金型材板的外側邊臺階面對應開設長螺釘固定孔,所述鋁合金型材扣邊側面與所述鋁合金型材板的外側邊通過長螺釘固定。
6、進一步地,所述塑料型材中間扣條兩側凹槽的底部、所述鋁合金型材扣邊凹槽的底部均設有凸臺,所述鋁合金型材板的兩側邊對應設置窄槽,塑料型材中間扣條的凸臺、鋁合金型材扣邊的凸臺均卡接鋁合金型材板的窄槽。
7、進一步地,所述塑料型材中間扣條為pvc擠塑型材。
8、一種可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件的制造方法,包括如下步驟:
9、s1、鋁合金型材扣邊、鋁合金型材板均先采用鋁型材擠壓工藝制造出型材,再通過數(shù)控鋸切機,切斷成需要的長度;
10、s2、利用數(shù)控銑床在鋁合金型材板非電池接觸的側面加工出兩條淺槽,加工出貫通鋁合金型材板的鉚釘孔;
11、s3、塑料型材中間扣條采用擠塑機進行擠壓加工成型材,切斷成合適尺寸,加工出貫通塑料型材中間扣條的鉚釘孔;
12、s4、在鋁合金型材扣邊、鋁合金型材板和塑料型材中間扣條卡接處涂抹結構膠,將鋁合金型材扣邊、鋁合金型材板和塑料型材中間扣條裝配組合成一個完整的鋁塑復合端板。
13、一種可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件的使用方法,采用上述制造的鋁塑復合端板,該使用方法包括如下步驟:
14、s1、在電池模組鋼帶對應開設鉚釘孔;
15、s2、采用不銹鋼鉚釘貫通塑料型材中間扣條、鋁合金型材板、鋼帶,將鋼帶、鋁合金型材板、塑料型材中間扣條鉚接成一體。
16、一種可自由組合的復合電池模組端板組件,包括兩個鋁合金型材扣邊和一個鋁合金型材板;鋁合金型材板的兩個側邊各卡接一個鋁合金型材扣邊,所述鋁合金型材扣邊的截面為u型,所述鋁合金型材板兩側為臺階狀。
17、進一步地,所述鋁合金型材扣邊的非電池接觸的側面開設長螺釘固定孔,所述鋁合金型材板的外側邊臺階面對應開設長螺釘固定孔,所述鋁合金型材扣邊側面與所述鋁合金型材板的外側邊通過長螺釘固定。
18、本發(fā)明的有益效果是:
19、本發(fā)明可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件,由鋁合金型材扣邊、鋁合金型材板和塑料型材中間扣條自由拼接而成,在不降低端板結構強度的前提下,大幅度減少端板的設計及加工成本,從而優(yōu)化鋁端板在電池pack輔助部件的成本占比,還能夠抵消部分電池鼓脹應力。
20、本發(fā)明通過鋁合金型材扣邊、鋁合金型材板和塑料型材中間扣條自由組合,將鋁合金型材和塑料型材集成為一體,鋁合金型材只作為框架存在,減少鋁型材材料在復合端板中的比例,大幅度減少端板的設計及加工成本。
21、本發(fā)明將鋁合金型材及塑料型材設計成相互配合的界面形狀,在型材切斷并打磨光滑之后,再通過榫卯連接面的之間過盈配合+膠結,從而將兩種不同材質的端板部件加工到一起,由于塑料型材具備較高的結構強度及承載能力,通過塑料型材來保證框架的結構強度的同時,還能夠抵消部分電池鼓脹應力。
22、本發(fā)明塑料型材中間扣條采用pvc擠塑型材,pvc材料價格約為鋁合金材料價格成本的40%左右,pvc材料密度約為鋁合金材料的60%,綜合考慮,材料加工成本至少可以減低50%。同時相對現(xiàn)有鋁合金型材端板,大大減少了機加工量,從而降低了材料加工成本。
23、本發(fā)明可自由組合的鋁塑復合電池模組端板組件,將鋼帶、鋁合金型材板、塑料型材中間扣條鉚接成一體,對鋼帶進行限位,通過鋼制鉚釘鉚接進行z向加固,避免電池模塊使用過程中,因z向振動破壞強烈,引起鋼帶及鋁合金型材板、塑料型材中間扣條之間的相互錯位,對電池模塊造成損傷。