圓柱形電池的塑料部件設(shè)計(jì)

　　【太平洋汽車(chē)網(wǎng) 行情頻道】目前，科思創(chuàng)的產(chǎn)品已被應(yīng)用于圓柱形電池的塑料部件設(shè)計(jì)。首個(gè)采用拜本蘭制成的電動(dòng)汽車(chē)電池組圓柱形電池座設(shè)計(jì)已被證明相當(dāng)成功，現(xiàn)已成為成熟的電動(dòng)汽車(chē)解決方案。拜本蘭長(zhǎng)期被應(yīng)用于鋰離子電池組，其在IT、消費(fèi)電子和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域表現(xiàn)出的優(yōu)異性能已得到證實(shí)。

科思創(chuàng)聚碳酸酯業(yè)務(wù)部應(yīng)用研發(fā)專(zhuān)家 Miguel Venancio Lopes表示，盡管已經(jīng)有這些成功的案例，但人們?nèi)栽谂μ剿鞲?jīng)濟(jì)的解決方案。在這個(gè)市場(chǎng)上的新玩家現(xiàn)在都是行業(yè)中的知名企業(yè)，他們更加注重優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及提升能量密度。

圖：由拜本蘭制成的電動(dòng)汽車(chē)電池組使用圓柱形電池座設(shè)計(jì)

將圓柱形電池裝入一個(gè)模塊中需要嚴(yán)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(mǎn)足電池組的大規(guī)模組裝需求，更重要是要確保安全性。模塊或電池組需要進(jìn)行各種破壞性測(cè)試，以驗(yàn)證該組件的安全性。電池本身的尺寸差異也可能造成問(wèn)題。例如，對(duì)于不同的制造商，典型的18650電池的直徑可能在規(guī)定的直徑18.3mm正0.2/負(fù)0.3 mm范圍內(nèi)波動(dòng)。這就提出了如何實(shí)現(xiàn)電池固定的最佳平衡、放置電池時(shí)的反饋、對(duì)材料施加的壓力大小和加工成本等問(wèn)題。

Lopes介紹道，科思創(chuàng)評(píng)估了多種解決方案及其優(yōu)缺點(diǎn)，以幫助客戶(hù)選擇合適的電池座材料。例如，拜本蘭產(chǎn)品的延展性能夠通過(guò)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(dòng)裝配過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的可能性，對(duì)大規(guī)模量產(chǎn)的成本控制極為重要。

圖：圓柱形電池的幾何形狀（左）和用拜本蘭設(shè)計(jì)的配合電池座（右）

在電池座的設(shè)計(jì)中，滿(mǎn)足擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模需求的能力很重要，但往往被忽視。在圓柱形電池座的設(shè)計(jì)中，一種新出現(xiàn)的設(shè)計(jì)是蛤殼式設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)可以使電池置于兩個(gè)可拆開(kāi)的殼體組件之間，并使用紫外線(xiàn)（UV）固化的粘合劑將圓柱形電池固定。

圖：用拜本蘭制造的蛤殼式圓柱形電池座

對(duì)于這類(lèi)設(shè)計(jì)，Lopes表示，科思創(chuàng)的提供拜本蘭 FR3040 EV PC+ABS合金以及紫外線(xiàn)固化粘合劑，其紫外線(xiàn)透射率至少為30%，使粘合劑能夠在5秒鐘內(nèi)固化，加快了電池模塊的組裝速度。拜本蘭 FR3040 EV PC+ABS合金還保留了拜本蘭系列產(chǎn)品的傳統(tǒng)特性，包括UL 94 V-0阻燃等級(jí)、高延展性和出色的可加工性，使其成為適于大規(guī)模裝配的有嚴(yán)格公差要求的部件的理想之選。不過(guò)，除了要滿(mǎn)足公差和將多個(gè)部件安裝在一起的要求，還需滿(mǎn)足裝配時(shí)間的要求，這與裝配工藝本身有關(guān)，而且可以通過(guò)選用正確的材料來(lái)進(jìn)一步提升。

在用于鋁合金部件組裝的材料方面，Lopes介紹道，拜本蘭T88 GF-20（PC+SAN合金）是20%的玻纖增強(qiáng)材料，具有更高的剛度，從而適用于長(zhǎng)而薄的部件，也可滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)部件（如母線(xiàn)支架）等功能部件的要求。此外，由于該材料的線(xiàn)性熱膨脹系數(shù)（CLTE）與鋁相似，這些部件可以與其他金屬部件結(jié)合使用，而沒(méi)有在使用溫度范圍內(nèi)因不同膨脹系數(shù)而產(chǎn)生應(yīng)力的風(fēng)險(xiǎn)。這種產(chǎn)品大多用于蛤殼設(shè)計(jì)，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(qiáng)調(diào)，電池組中各部件的緊密配合對(duì)其可靠性和性能影響很大。選擇最適合應(yīng)用場(chǎng)景的材料，如拜本蘭產(chǎn)品，使電池設(shè)計(jì)人員能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括組件安裝以及后續(xù)裝配過(guò)程。

他補(bǔ)充道，實(shí)際性能和設(shè)計(jì)取決于制造商的要求，并且需要通過(guò)制造測(cè)試予以確認(rèn)和驗(yàn)證。通過(guò)最佳的配方和先進(jìn)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)，科思創(chuàng)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以隨時(shí)為行業(yè)內(nèi)廠商的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作提供支持。