Leaf的模组结构设计

Leaf 一代的模组由4个电芯,2并2串组成,主要的零部件如下图所示:

  • 上、下壳体

  • 电芯隔垫

  • 套筒

  • Busbar组件

Leaf的模组是典型的盒装式模组,总的来说,一个盒子装4个电芯,每个电芯的极耳需要按不同的位置进行裁切,然后采用低温注塑工艺,在电芯外围注塑一个塑胶边框,将电芯边缘封住,并提供结构支撑。然后在电芯之间涂有热熔型压敏胶,将电芯粘住。 4个电芯通过超声波与busbar焊接在一起组成一个基本的装配单元,通过不同数量的单元组装在一起,可以构成不同的模组。

2013年起,Leaf在全球推进本地化生产,为此对PACK的设计进行了一次调整,以便于物料采购和简化工艺。

2013年之前的一代模组上壳体与下壳体通过机械锁紧lock-seam的方式进行连接,这种紧固方式的优点在于构成紧固所需的零件少,没有紧固过程中对电芯的热冲击损伤(如焊接等方式,焊接产生的高温处理不当会对电芯造成热损伤)。它的不足在于需要特殊的制造设备,这不便于全球化的生产,因此,Nissan在接下来的模组采用了压合(press-fit)的方式,这虽增加了零部件的数量,但零部件的可制造性和装配性效率更高。

模组的上下壳体采用铝合金制造而成,一代模组的上壳体重约88g,下壳体重约122g。上下壳体有向内凹的结构设计,如下图所示。内凹设计有两个方面的作用:(1)对电芯施加一定的预紧力,(2)电芯在充放电循环过程中,会随着循环的进行,产生一定量的气体,尤其是中间部分,内凹的结构有助于将气体向四周排挤。

上下壳体与最外层电芯之间分别有一层蓝色绝缘垫,起到对电芯进行绝缘保护的作用。绝缘垫的材料为PP,厚度大约1mm,绝缘垫两面涂胶分别与模组铝壳体和相对应的电芯大面粘接固定。绝缘垫的另一个作用是,将上壳体对电芯所施加的预紧力均匀分散到电芯大面。


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