一种电池模组打包预紧力的算法制造技术

一种电池模组打包预紧力的算法，属于电池技术领域，具体包括以下步骤：步骤一、在理论设计状态下，设打包后的电池模组两端板之间的距离为L，允许最大公差计算在内的两端板之间的距离是D，则绑带的伸长量为2(D

【技术实现步骤摘要】
一种电池模组打包预紧力的算法


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种电池模组打包预紧力的算法。

技术介绍

[0002]锂离子动力电池作为新能源汽车的核心部件，其性能直接决定了新能源汽车的发展。现如今，锂离子电池的市场和应用呈现出了爆发式的发展。锂离子电池的应用必然存在着大量的充放电循环过程；在锂离子电池充电时，锂离子从正极脱出，嵌入负极石墨，负极膨胀；放电时，锂离子从负极脱出，嵌入层状正极材料中，正极膨胀；同时在电池的老化过程中，电解液也会产气而导致电池厚度的增加；这不仅影响电池的使用寿命及循环，而且对模组的电芯容纳电位，尺寸设计带来很大影响。试验证明，给锂电池一定的预紧力相比于无夹紧装置在性能及循环上均有较大提升。电池在使用或工作过程中会伴随着体积膨胀而导致性能的变化，比如，电池在寿命中后期发生膨胀而厚度变大、电芯内阻增大、容量衰减等。已有研究表明，电池在应用时施加一定的预紧力，电池在寿命期内膨胀会减缓，使得电池在寿命期内的性能得到提升(内阻增长变慢、容量衰减减缓)。
[0003]但现有技术中对预紧力的研究依然处于起步阶段，通常采用预压工装夹持至极点，或是保证模组安装孔满足要求为止，然后进行钢带打包，这样势必会出现电池压死的问题，没有膨胀空间，造成电池安全隐患；或是模组预压打包后模组难以入箱安装等。另外还有通过人为手感控制，打包后电池模组起初比较紧促牢靠，但是随着时间的推移，电池模组在频发使用后，经运输振动数次后会逐渐松弛，导致焊接汇流排松脱或是加大内阻引发火灾等安全事故。电池模组打包预紧力的影响因素很多，除了缓冲垫压缩量和轧带强度，还有模组安装和电芯本身尺寸大小公差，如果没有一定的预算或标准，也许会通过无数次的实验才能勉强得出结论，生产效率大打折扣，本专利技术精确设计的一种电池模组打包预紧力对电池的装配具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种电池模组打包预紧力的算法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种电池模组打包预紧力的算法，所述电池模组包括若干个并列堆叠的电池和设置在若干个电池两端的端板，相邻两电池之间设置有缓冲垫，利用绑带周向打包电池模组，其特征在于，所述打包预紧力的算法包括以下步骤：
[0007]步骤一、在理论设计状态下，设打包后的电池模组两端板之间的距离为L，允许最大公差计算在内的两端板之间的距离是D，则绑带的伸长量为2(D
‑
L)；
[0008]步骤二、若电池模组在理论设计状态下的周向长度为d，则绑带的伸长率为2(D
‑
L)/d；
[0009]步骤三、对绑带进行拉力测试，测试绑带达到上述伸长率对应的最大拉力为T；对
缓冲垫进行压力测试，压缩至电池模组理论设计状态时的压力为P；计算出电池模组底部总摩擦力f＝G*(D
‑
L)，其中，G为电池模组的重力；最终电池模组打包预紧力为F＝T+P+f。
[0010]进一步的，电池模组的理论设计状态为打包后的电池模组中缓冲垫的压缩率为10％
‑
30％。
[0011]优选的，电池模组的理论设计状态为打包后的电池模组缓冲垫的压缩率为30％。
[0012]优选的，所述绑带为塑钢带。
[0013]优选的，所述缓冲垫为硅橡胶垫。
[0014]本专利技术相对于现有技术的有益效果为：
[0015]1、本专利技术限制电芯膨胀厚度，防止电芯膨胀过度影响电池性能，降低其使用寿命；
[0016]2、防止电芯膨胀空间不足，造成钢带断裂或电池爆破；
[0017]3、防止预紧力不足，模组膨胀，安装孔中心距偏大影响装配；
[0018]4、防止电池抱紧力不够，电池模组打包松散，影响电池使用性能；
[0019]5、防止电池受力不均匀，汇流排安装孔错位，组装困难，保证汇流排精准安装，焊接；
[0020]6、防止预紧力过大，缓冲垫压死失效，影响电池系统性能。
附图说明
[0021]图1为打包后的电池模组结构示意图；
[0022]图中：1、电池；2、端板；3、缓冲垫；4、绑带；5、汇流排。
具体实施方式
[0023]下面结合附图1和具体实施方式对本专利技术做详细的介绍。
[0024]具体实施方式一
[0025]一种电池模组打包预紧力的算法，所述电池模组包括若干个并列堆叠的电池1和设置在若干个电池两端的端板2，相邻两电池1之间设置有缓冲垫3，利用绑带4周向打包电池模组使若干个电池抱紧，然后焊接汇流排集成电池模组，由于电池模组打包时的预紧力与缓冲垫的硬度和压缩量，塑钢带的强度和伸长率，电芯本身的重量和底部摩檫力有关，并且力度大小直接影响电池模组装配和电池性能；
[0026]所述电池模组打包预紧力的算法包括以下步骤：
[0027]步骤一、在理论设计状态下，设打包后的电池模组两端板2之间的距离为L，允许最大公差计算在内的两端板2之间的距离是D，则绑带4的伸长量为2(D
‑
L)；
[0028]步骤二、若电池模组在理论设计状态下的周向长度为d，则绑带4的伸长率为2(D
‑
L)/d；
[0029]步骤三、经拉力测试机对绑带4进行拉力测试，测试绑带4达到上述伸长率对应的最大拉力为T；对缓冲垫3进行压力测试，压缩至电池模组理论设计状态时的压力为P；然后结合电池底部的工作面计算出电池模组底部总摩擦力f＝G*(D
‑
L)，其中，G为电池模组的重力；最终电池模组打包预紧力为F＝T+P+f。
[0030]进一步的，电池模组的理论设计状态为打包后的电池模组中缓冲垫3的压缩率为10％
‑
30％。
[0031]优选的，电池模组的理论设计状态为打包后的电池模组缓冲垫3的压缩率为30％。
[0032]优选的，所述绑带4为塑钢带。
[0033]优选的，所述缓冲垫3为硅橡胶垫，压缩量在30％以内不会失效，理想的压缩量在10％
‑
30％之间。考虑到电芯在使用时会发生膨胀，所以预留上限空间，最终计算塑钢带最大拉力应该满足其强度要求。
[0034]目前市场上在电池模组打包时，基本都采用工装加持到一定尺寸后然后打紧即可，预紧力各不相同，有的很紧，压死了缓冲垫3，有的力度不够，模组装配困难，最终都会影响电池的使用性能。
[0035]本专利技术可以通过前期模拟计算确定塑钢带的打包预紧力，然后寻求强度满足要求的钢带，在打包时，将打包机挡位调至接近计算的预紧力，不用工装可以直接打包，这样最终打包后的模组安装孔中心距基本都在公差范围内，并且缓冲垫3压缩量都在有效范围，既能限制电池1的膨胀，也不会影响电池1使用。
[0036]以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模组打包预紧力的算法，所述电池模组包括若干个并列堆叠的电池(1)和设置在若干个电池两端的端板(2)，相邻两电池(1)之间设置有缓冲垫(3)，利用绑带(4)周向打包电池模组，其特征在于，所述打包预紧力的算法包括以下步骤：步骤一、在理论设计状态下，设打包后的电池模组两端板(2)之间的距离为L，允许最大公差计算在内的两端板(2)之间的距离是D，则绑带(4)的伸长量为2(D
‑
L)；步骤二、若电池模组在理论设计状态下的周向长度为d，则绑带(4)的伸长率为2(D
‑
L)/d；步骤三、对绑带(4)进行拉力测试，测试绑带(4)达到上述伸长率对应的最大拉力为T；对缓冲垫(3)进行压力测试，压缩至电池模组...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑党伟，高云智，石坚，
申请(专利权)人：上海汉行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：