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鋰電池廠家淺談動力鋰電池模組設(shè)計要求和連接方法

來源:存能電氣  日期:2020-03-25 15:02  瀏覽量:

鋰電池廠家淺談動力鋰電池模組設(shè)計要求和連接方法。動力鋰電池模組系統(tǒng)設(shè)計要以滿足整車的動力要求和其他設(shè)計為前提,同時要考慮電池系統(tǒng)自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全及管理設(shè)計等方面。設(shè)計時要考慮到的一些整體和通用性原則包括安全性好、高比能量、高比功率、溫度適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長等。

鋰電池廠家淺談動力鋰電池模組設(shè)計要求有哪些?

鋰電池模組可以理解為鋰離子電芯經(jīng)串并聯(lián)方式組合,加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后形成的電芯與pack的中間產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)必須對電芯起到支撐、固定和保護(hù)作用。

鋰電池模組.jpg

◆結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

結(jié)構(gòu)可靠:抗震動抗疲勞;工藝可控:無過焊、虛焊,確保電芯100%無損傷;成本低廉:PACK產(chǎn)線自動化成本低,包括生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)損耗;易分拆:鋰電池組易于維護(hù)、維修,低成本,電芯可梯次利用性好;做到必要的熱傳遞隔離,避免熱失控過快蔓延,也可以把這一步放到pack設(shè)計再考慮。

◆熱設(shè)計

隨著人們對于高性能電動車的追求,迫使軟包電芯也必須要有主動式的熱管理結(jié)構(gòu)。動力鋰電池模組由電芯層疊而成,而電芯間有間隔排布的液冷板,其保證每顆電芯都有一個大面接觸到液冷板。當(dāng)然軟包電芯要將液冷技術(shù)做成熟也并非易事,其必須考慮液冷板的固定,密封性,絕緣性等等。

◆電氣設(shè)計

電氣設(shè)計,包含低壓和高壓兩個部分。低壓設(shè)計,一般需要考慮幾個方面的功能。通過信號采集線束,將電池電壓、溫度信息采集到模組從控板或者安裝在模組上的所謂模組控制器上;模組控制器上一般設(shè)計均衡功能(主動均衡或者被動均衡或者二者并存);少量的繼電器通斷控制功能可以設(shè)計在從控板上,也可以在模組控制器上;通過CAN通訊連接模組控制器和主控板,將模組信息傳遞出去。

高壓設(shè)計,主要是電芯與電芯之間的串并聯(lián),以及模組外部,設(shè)計鋰電池模組與模組之間的連接導(dǎo)電方式,一般模組之間只是考慮串聯(lián)方式。

◆安全設(shè)計

安全設(shè)計,可以分為3個倒退的要求:良好的設(shè)計,確保不要發(fā)生事故;如果不行,發(fā)生事故了,最好能提前預(yù)警,給人以反映時間;故障已經(jīng)發(fā)生,則設(shè)計的目標(biāo)就變成阻止事故過快蔓延。

◆輕量化設(shè)計

輕量化設(shè)計,最主要目的是追求續(xù)航里程,消滅所有多余負(fù)擔(dān),輕裝上陣。而如果輕量化再能跟降成本結(jié)合,則更是皆大歡喜。輕量化的道路很多,比如提高電芯能量密度。

動力鋰電池模組的連接方法

常見的鋰電池模組類型,根據(jù)電芯與導(dǎo)電母排的連接方式可以分成焊接、螺接、機(jī)械壓接三種形式。

焊接應(yīng)用于鋰電池模組的焊接工藝,主要有激光焊接、超聲波焊接和電阻焊。其中,激光焊配合工業(yè)機(jī)器人正在逐步成為自動化模組生產(chǎn)線的主力。焊接工藝,效率高,易于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

螺接,用防松螺釘固定電芯與母排之間的連接。這種形式,工藝上比較簡單,但主要應(yīng)用于單體容量比較大的電池系統(tǒng)中。尤其方形電池螺接結(jié)構(gòu)比較多。

機(jī)械壓接的好處在于拆裝靈活,后期維護(hù)以及二次回收利用成功率高。缺點(diǎn)是組裝效率難于大幅度提升,若機(jī)械連接結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理,則在長期的道路車輛運(yùn)行環(huán)境下,接觸電阻發(fā)生變化的可能性高。

總結(jié):同極柱類型的電池,在鋰電池成組方式、連接工藝也會有很大不同,同時有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對于當(dāng)前的動力電池行業(yè)來說,模組的自動化程度要求都比較高,又因其工藝的復(fù)雜程度、工作環(huán)境的要求等,應(yīng)用機(jī)器人和專用設(shè)備的優(yōu)勢顯而易見。

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