动力电池铝筒形挤出外壳防水设计.pdf
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1、第4期机电技术机电技术动力电池铝筒形挤出外壳防水设计动力电池铝筒形挤出外壳防水设计何东甫(福建飞毛腿动力科技有限公司,福建 福州 350015)摘要在两轮电动车动力电池的设计中,防水设计要求越来越普遍,越来越重要。其中铝筒形挤出型材外壳防水又是电池防水设计中的难点。文章简述了铝筒形结构电池外壳的防水设计要求,详细介绍了铝筒密封圈防水、铝筒打胶防水、铝筒一体焊接式防水三种防水设计方案,对铝筒形挤出型材的防水结构设计提出了新的设计思路,以期为同行提供参考。关键词铝筒;挤出;型材;防水;密封;动力电池;结构设计中图分类号:TM912文献标识码:A文章编号:1672-4801(2023)04-055-
2、03DOI:10.19508/ki.1672-4801.2023.04.017作者简介:何东甫(1990),男,工程师,主要从事动力锂电池结构设计研究。随着人类社会的发展,中、短距离两轮出行工具的需求越来越旺盛。两轮电动自行车、两轮电动滑板车、两轮电动平衡车、两轮电动摩托车等也越来越多地出现在人们的日常工作生活当中。与此同时,外观更加美观、整体结构强度更加优异的铝筒形挤出型材外壳的两轮电动车电池包也越来越多地出现。长时间的户外使用,使得铝筒形挤出型材外壳的电池包防水成了一个不得不讨论的话题。依据相关技术资料,结合多年工作经验,本文对两轮电动车动力电池铝筒形挤出型材外壳的防水设计做总结介绍,以期
3、为同行提供有益参考。1防水设计要求通常情况下铝筒形挤出型材外壳电池包的防护等级1设计要求为IP66,或者IP67及以上级别。IP66是指尘埃无法进入物体,在常温常压下,外壳在距离内径为6.3 mm的喷水口2.53 m处,保持水流量为12.5 L/min(750 L/h)的情况下内部不进水,喷水时间按被检样品外壳表面积计算,每平方米为1 min(不包括安装面积)最少3 min。IP67是指尘埃无法进入物体,在常温常压下,外壳浸泡在1 m深的水里30 min后不会进水。2防水设计方案2.1铝筒密封圈防水铝筒密封圈防水设计方案又可以分为:铝筒内嵌端盖式防水、端盖内嵌铝筒式防水以及铝筒与端盖对压式防水
4、三种方案。铝筒密封圈防水等级通常可以达到IP66级别以上,具体的防水等级与防水设计方案的选择以及密封圈的类型、密封圈所受压力大小和受压是否均匀等强相关,需要结合具体实际试验结果做出最终判定。2.1.1铝筒内嵌端盖式防水如图1所示,端盖设计有密封圈安装凹槽,当密封圈装入端盖凹槽后,铝筒环周侧壁作为密封圈压合筋条压入端盖凹槽内,当铝筒环周螺丝锁付完成后即形成密封圈的均匀对压,从而实现防水。此种防水设计方案通常可以到达IP67级别,同时可以最大限度地减薄铝筒壁厚,铝筒基础厚度甚至可控制在1.5 mm以内,大大降低铝筒本身的用料成本。由于端盖包裹着铝筒,使得铝筒不再是电池包最外端面,在电池包整体方案上
5、无法突出铝筒抗跌、抗震的优异性能,同时端盖凸出导致整体美观性较差。K11-5图1铝筒内嵌端盖式防水方案2.1.2端盖内嵌铝筒式防水基于铝筒成本要求,通常情况下铝筒壁厚会尽量控制在4 mm以内,在此壁厚要求下若在铝筒552023年8月机电技术机电技术壁厚上进行密封圈凹槽加工是比较困难且浪费CNC加工成本的。因此区别于铝筒内嵌端盖式防水,端盖内嵌铝筒式防水并非在铝筒上进行密封圈凹槽的设计,而是运用端盖的内嵌使得端盖侧壁与铝筒内侧壁形成预压力,从而使得密封圈受压产生密封防水,设计方案如图2所示。此方案装配过程中需要对端盖上密封圈进行预压后强制压入铝筒内侧壁,不可避免地提升了装配安装的难度。同时为了便
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