動力鋰電池包軟包，模組主要組成和設計要點分析
來源：未知 日期：2018-07-12 10:33 瀏覽量：次
動力鋰電池包軟包，模組主要組成和設計要點分析。電池模組可以理解為鋰離子電芯經串并聯方式組合，加裝單體電池監控與管理裝置后形成的電芯與pack的中間產品。軟包電池單體能量密度在常見三種鋰電池包封裝形式中，最容易做高。
本文存能電氣小編就來和大家分析一下動力鋰電池包軟包，模組主要組成和設計要點分析。
鋰電池包軟包模組主要組成
基本組成包括：模組控制請(常說的BMS從板)，電池單體，導電連接件，塑料框架，冷板，冷卻管道，兩端的壓板以及一套將這些構件組合到一起的緊固件。
設計要點分析
1、結構設計要求
結構可靠：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產線自動化成本低，包括生產設備、生產損耗;
易分拆：電池組易于維護、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設計再考慮。
問題：軟包電芯的單體能量密度比圓柱和方形有更高的提升空間，但對模組設計要求較高，安全性不易把控，這都是需要結構設計解決的問題。
2、熱設計要求
軟包電芯的物理結構決定了其不易爆炸，一般只有外殼能承受的壓力足夠高，才有可能炸，而軟包電芯內部壓力一大，便會從鋁塑膜邊緣開始泄壓、漏液。同時軟包電芯也是幾種電芯結構中，散熱最好的。
當前主流的冷卻方式，已經轉變為液冷以及相變材料冷卻。相變材料冷卻可以配合液冷一起使用，或者單獨在環境不太惡劣的條件下使用。另外還有一種當前國內仍然較多應用的工藝，灌膠。這里灌得是導熱系數遠大于空氣的導熱膠。由導熱膠將電信散發的熱量傳遞到模組殼體上，再進一步散發到環境中。這種方式，電芯再次單獨替換不太可能但也在一定程度上阻止了熱失控的傳播。
當然鋰電池包軟包電芯要將液冷技術做成熟也并非易事，其必須考慮液冷板的固定，密封性，絕緣性等等。
3、電氣設計要求
電氣設計，包含低壓和高壓兩個部分。
低壓設計，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。
高壓設計，主要是電芯與電芯之間的串并聯，以及模組外部，設計模組與模組之間的連接導電方式，一般模組之間只是考慮串聯方式。這些高壓連接需要達到兩個方面的要求：一是電芯之間的導電件和接觸電阻分布要均勻，否則單體電壓檢測將受到干擾;其次，電阻要足夠小，避免電能在傳遞路徑上的浪費。
4、安全設計要求
安全設計，可以分為3個倒退的要求：良好的設計，確保不要發生事故;如果不行，發生事故了，最好能提前預警，給人以反映時間;故障已經發生，則設計的目標就變成阻止事故過快蔓延。
實現第一個目的的，是合理布局，良好的冷卻系統，可靠的結構設計;
次級目標，則需要傳感器更加廣泛的分布到每一個可能的故障點，全面檢測電壓和溫度，最好監測每一顆電芯的內阻;
最低目標，則可以通過電芯和模組設置保險絲，模組和模組之間設置防火墻，設計強度冗余應對災害發生后可能的結構坍塌。這都是高性能軟包模組的方向。
5、輕量化設計要求
輕量化設計，最主要目的是追求續航里程，消滅所有多余負擔，輕裝上陣。而如果輕量化再能跟降成本結合，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;
在細節設計中，確保強度的情況下追求結構件的輕薄(比如選更薄的材質，在板材上挖更大的孔);
用鋁材替換鈑金件;
使用密度更低的新材料打造殼體等。
鋰電池包行業市場前景廣闊，未來競爭激烈。存能電氣磷酸鐵鋰電池包具有體積小、重量輕、能量密度高、長壽命、綠色環保、無記憶效應等優勢。相對于國內廠商而言在電池的一致性、穩定性、安全性、環保性、循環壽命等方面都有比較大的優勢，對下游廠家的吸引力也很大。未來我國鋰電池包地位將不斷提升，遲早會成為一匹行業的黑馬。
