动力电池设计规范 - 10
2.1.3 涂胶工艺胶粘剂在电池系统箱体应用上，一般有两种用途：一种是粘接箱体结构件，起提供结构强度的作用，可能与焊接或铆接配合，另一种是密封，保证整包的气密性；胶粘剂在模组应用上，也主要有两种用途：一种用途是固定电芯，与箱体中结构胶应用类似，主要强调胶粘剂的粘接力、抗剪强度、耐老化、寿命等性能指标；另一种用途是把电芯和模组的热量通过导热胶传递出去，主要强调胶粘剂的导热系数、耐老化、电气绝缘性、阻燃性等性能指标。由于胶粘剂的用途不同，胶粘剂的性能和配方也不同，实现涂胶工艺的方法和设备就不同。在胶粘剂选择和涂胶工艺方面，需要考虑以下3 点：胶粘剂的安全环保性能：尽量选择无毒无异味的胶粘剂，不但可以保护操作者，也可以保护使用者，还能更好地保护环境，也是新能源发展的目标。胶粘剂的物性：主要包括黏度、操作时间、固化时间等，为了提高生产效率，一般希望胶粘剂的固化时间越短越好。在实际生产过程中，假如胶粘剂操作时间和初步固化时间过短，由于待料、设备异常等因素，会导致物料的大量浪费；也可能由于操作员处理不及时，而导致设备堵塞，严重时导致停拉线。因此要结合应用和工艺要求，综合考虑选择合适的胶粘剂并配合合理的施工工艺。胶粘剂的用量： 胶粘剂用量主要由产品和工艺来确定， 目的是满足产品的要求。目前常用涂胶工艺有点胶、涂胶、喷胶和灌胶，每种工艺所需要的设备也是不同的。在涂胶时需要注意胶量的控制，避免溢胶过多而影响其他工序。 2.1.4 电池系统总装紧固电池系统总装紧固技术主要用到螺栓连接比较多，主要用于连接箱体、铜排、固定模组和固定电池信息采集器和电池管理单元等电器元件，此外线束和液冷水管的固定会用到卡接。2.1.4.1 拧紧等级及拧紧设备精度的选择根据VDI2862 汽车工业中拧紧设备的应用标准要求将汽车的装配扭矩分为三个等级。 根据等级的定义，电池包内紧固件的拧紧等级为B 级，对应拧紧精度等级为Ⅱ拧紧精度分为以下三个级别： 根据拧紧精度等级Ⅱ要求，对应的拧紧设备精度满足10%的要求。2.1.4.2 螺栓连接形式的定义依据螺栓在拧紧过程中旋转角度和力矩的变化关系将拧紧系统划分为“刚性连接”，“中性连接”和“软连接”三种连接形式。三种连接形式的定义如下：刚性连接：拧紧过程中，从力矩达到目标力矩的10%至100%的过程，螺栓旋转角度＜30°；中性连接：拧紧过程中，从力矩达到目标力矩的10%至100%的过程，螺栓旋转角度介于30°至720°之间；软连接：拧紧过程中，从力矩达到目标力矩的10%至100%的过程，螺栓旋转角度＞720°； 2.1.4.3 拧紧方法与策略图58 是螺栓拧紧完整过程，螺栓连接最终要得到可靠稳定的拧紧质量，很重要的一点是紧固控制方法，在国内电池系统行业里，采用扭矩控制法的比较多，扭矩控制的优势是容易实现不同精度等级的控制，有巨量的产品和过程设计的标准数据，良好支持工序和设备验证。扭矩控制也有劣势，夹紧力的精度略差，可能差到+/- 60 %，受摩擦系数影响大，没有根本办法防止螺拴断裂，所以螺栓利用率较低。紧固控制方法还有角度控制法，扭矩转角控制法，落座角度控制法及屈服点控制法，其中后两种控制方法较难实现。 根据拉伸-屈服极限的关系图，常用的扭矩控制方法有五种：1) 扭矩控制法（T）拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构停止动作，其优点是较为简便，而且扭矩容易复验。 2) 扭矩-转角控制法（TA）在采用扭矩控制的同时,用紧固转角θ作为指标对预紧力进行监控的控制方法。a）20% N 扭矩（举例）设定转角控制的起始点b）从起始点计算转角，同时记录扭矩 扭矩-转角控制法与扭矩控制法最大的不同在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧力限定在螺栓弹性极限的90％处，即图63 中Y 点处；而扭矩-转角控制法一般以Y-M 区为标准，最理想的是控制在屈服点偏后。扭矩—转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是非常高的，通过图63 即可看出，同样的转角误差在其塑性区的螺栓轴向预紧力误差ΔF2 比弹性区的螺栓轴向预紧力误差ΔF1 要小得多。 3) 屈服点控制法（TG）屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧紧的一种方法。它是利用材料屈服的现象而发展起来的一种高精度的拧紧方法。这种控制方法，是通过对拧紧的扭矩/转角曲线斜率的连续计算和判断来确定屈服点的。螺栓在拧紧的过程中，其扭矩/转角的变化曲线见图7。真正的拧紧开始时，斜率上升很快，之后经过简短的变缓后而保持恒定（a_b 区间）。过b 点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速下降。当率下降一定值时（一般定义，当其斜率下到最大值的二分之一时），说明已达到屈服点（即图60 中的Q 点），立即发出停止拧紧信号。 拧紧策略：对于一般非关键件的连接，为减小扭矩的离散度，保证最终目标扭矩值，多采用多步拧紧的方式，整个拧紧过程分为3 个步骤：1）寻孔步骤(Finding Phase)a）最大转速的5%b）至少回转一周2） 进给步骤(Rundown Phase)a）最大转速的40-80%b）最终扭矩的30-50%3）最终拧紧步骤(Final Phase)a）最大转速的3-10%b）最终拧紧扭矩控制c）最终拧紧角度监控 拧紧工具为了得到合格的拧紧连接，拧紧扭矩必须精确控制，连接件质量必须得到监控，因此拧紧工具的选择尤为重要，首先要满足拧紧过程中监控参数的功能，如扭矩、角度、时间等，另外要满足精度和过程能力的要求，目前拧紧工具精度大多可达到5%及以上，最后要满足产能和成本的要求拧紧枪的种类（按精度等级划分）：a）带扭矩/角度传感器进行直接测量的电动拧紧枪（精度±5%）CP-DESOUTTER：CVI2, CVI3ATLAS COPCO：TENSOR S, TENSOR STb）带电子检测装置对扭矩进行间接测量的电动拧紧枪（精度±7.5%）、CP-DESOUTTER：CVIC, CVIC2、ATLAS COPCO：TENSOR DL, TENSOR DSc）不带任何检测装置的电动或气动拧紧枪（精度±12.5%） 拧紧操作方式主要有手动/半自动拧紧和自动拧紧，其中手动/半自动拧紧需要主要人员操作手法对拧紧效果的影响，操作时正确握紧工具，避免超幅度摆动歪斜；自动拧紧由完全设备完成，如图67 所示，在选择设备和工艺时需要根据产品的特点，灵活选择单轴或多轴拧紧方式，送料方式等，设置合理的拧紧参数。 紧固技术虽然应用已久，有传统螺栓连接，也不乏有一些新颖的紧固技术不断出现，但即使是传统的紧固连接工艺中需要考虑和控制的因素也很多，需要全面严格的管控，避免不良。扭矩检查方法a）松开法：将拧紧的螺栓用扭矩扳手松开，读出松开时的瞬时值b）紧固法：即对已经拧紧的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的拧紧方向再施加一个逐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动，读出此时的瞬时值,现在生产现场多使用此种方法（角度越小越好，一般在10°左右）。c）标记法：即对已经拧紧螺栓的拧紧位置做一个标记，将螺栓拧松之后再拧紧到原来位置时的扭矩值。2.2 下线测试（EOL）下线检测是在产线终端对产品出厂前进行的测试，包括机构组装、电气安规性能、BMS通信、内部电气部件逻辑、绝缘性能、电池电压和温度是否正常等等。下线检测具有两大功能：一是发现产品质量问题并解决问题，剔除不良品；二是对产品质量给出客观评价。作为电动汽车核心部件，动力电池系统产品的质量至关重要，目前在生产线上批量生产，产品的良率控制在较好的水平，仍需开展下线检测，诸如安全性能、电性能等的测试。只有通过下线测试的产品，完成对电池系统的电气部件、开关、线束、水冷管路、BMS 进行检测，才能继续安装在电动车上服役使用，从而避免将故障延伸到客户。2.2.1 模组下线检测模组级别的下线检测需要满足安规、性能和尺寸要求，模组级别安规性能要求高于电池系统级别，避免不合格模组进入到下一生产流程，导致返工。模组下线检测内容见表41。 2.2.2 电池系统下线检测电池系统级别的下线检测更多的涉及功能方面的测试，如表42 所示。 （完结）来源：小明来电
