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：次

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。

◆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。