鋰電池pack工序知識你知道多少？有哪些注意事項？
來源：未知
2019-03-29 14:46
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鋰電池的應(yīng)用廣泛，從民用的數(shù)碼、通信產(chǎn)品到工業(yè)設(shè)備到軍用電源等都在批量使用，不同產(chǎn)品需要不同的電壓和容量，因此鋰離子電池串聯(lián)和并聯(lián)使用情況很多，鋰電池通過加裝保護(hù)電路、外殼、輸出而形成的應(yīng)用電池稱為PACK。PACK可以是單只電池，如手機(jī)電池、數(shù)碼相機(jī)電池、MP3、MP4電池等，也可以是串并聯(lián)組合電池，如筆記本電腦電池，醫(yī)療設(shè)備電池，通信電源，電動車電池，備用電源等。
1、PACK組成：
PACK包括電池組、保護(hù)板、外包裝或外殼、輸出（包括連接器），鑰匙開關(guān)，電量指示，及EVA、青稞紙、塑膠支架等輔助材料這幾項共同組成PACK。PACK的外特性由應(yīng)用決定。PACK的種類很多。
2、各材料用途：見下表
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序號 |
材料名稱 |
用途 |
備注 |
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1 |
鋰離子電池 |
提供能量。PACK的核心部件放電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，充電時電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。主材料之一。 |
多種類，多型號，必配 |
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2 |
保護(hù)板 |
保護(hù)電池工作于安全環(huán)境下，是PACK重要的必備部件。主材料之一。 |
按使用要求配備，必配 |
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3 |
外殼 |
鋰電池組的包裝載體。保護(hù)電池免受外力和美觀，便于安裝于電池應(yīng)用設(shè)備上。主材料之一。 |
多樣式，由客戶決定 |
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4 |
鑰匙開關(guān) |
電池輸出開關(guān)。電池車電池配備。 |
非必配件 |
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5 |
電量指示 |
指示電池剩余能量，分電壓指示方式和積分計算指示方式。 |
非必配件 |
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6 |
青稞紙 |
隔離與絕緣。隔離開電池與其它部件。 |
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7 |
EVA |
隔離與減震?；蜃鎏畛湟怨潭姵匚恢谩?/span> |
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8 |
支架 |
對電池定形。使電池按一定順序排列并方便散熱。 |
開模具 |
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9 |
高溫膠帶 |
隔離與絕緣。隔離開需要隔離的部件。 |
非必備件 |
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10 |
鎳帶 |
完成電池的并、串聯(lián)。通過電流。 |
必備 |
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11 |
導(dǎo)線 |
連接電池輸出。 |
必備 |
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12 |
輸出連接器 |
電池輸出接口，實現(xiàn)與使用端的匹配連接。 |
非必備件 |
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13 |
標(biāo)簽 |
顯示電池組參數(shù)及使用注意事項。 |
非必備件 |
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14 |
PVC |
電池外包裝。熱縮塑形。 |
非必備件 |
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15 |
轉(zhuǎn)接電路板 |
實現(xiàn)電池定位，串聯(lián)及并聯(lián)組合。 |
非必備件 |
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16 |
保險管 |
過流保護(hù)，防止異常大電流損壞器件 |
非必備件 |
3、PACK的特點
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有完整的功能，可直接應(yīng)用。
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種類的多樣性。同一應(yīng)用需求有多種PACK能實現(xiàn)。
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電池組PACK要求電池具有高度的一致性（容量，內(nèi)阻，電壓，放電曲線，壽命）。
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電池組PACK的循環(huán)壽命低于單只電池的循環(huán)壽命。
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在限定的條件下使用（包括充電、放電電流，充電方式，溫度、濕度條件，振動情況，受力程度等）
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鋰電池組PACK保護(hù)板要求有充電均衡功能。
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高電壓、大電流電池組PACK（如電動車電池、儲能系統(tǒng)）要求配備電池管理系統(tǒng)（BMS）、CAN、RS485等通迅總線。
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電池組PACK對充電器的要求較高，有些要求和BMS實現(xiàn)通迅，目的是使每只電池正常工作、完全發(fā)揮出電池儲存的能量，并保證使用安全、可靠。
4、PACK的設(shè)計
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充分了解使用要求，如應(yīng)用環(huán)境（溫度、濕度、振動、鹽霧等）、使用時間、充電、放電方式和電參數(shù)，輸出方式，壽命要求等。
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按使用要求選擇合格的電池和保護(hù)電路板，
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滿足尺寸、重量的要求。
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包裝可靠，滿足要求。
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生產(chǎn)工藝簡潔化。
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方案最優(yōu)化。
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成本最低化。
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檢測易實現(xiàn)。
5、使用注意事項
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不可投入火中或接近熱源使用。
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不可用金屬將輸出正負(fù)極直接連在一起。
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不可超出電池溫度范圍使用。
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不可用力擠壓電池。
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用專用充電器或按正確的方法充電。
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電池擱置時請每三個月補充電一次。并按儲存溫度放置。
二、重要部件介紹
1、電池組
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組成：電池由單體電池通過并串聯(lián)而成。并聯(lián)增加容量，電壓不變，串聯(lián)后電壓倍增，容量不變，如3.6V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過5并組成，36V/2Ah電池可由單只N18650/2Ah通過10串組成，36V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過5并10串組成。
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組合要求：并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類一致、型號一致，容量、內(nèi)阻、電壓值差異不大于2%。本質(zhì)是電池充電放電曲線的一致（動態(tài)一致性）。但很難做到，一般情況下，電池通過并聯(lián)串聯(lián)組合后，容量損失2%~5%，電池數(shù)量越多，容量損失越多。
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組合的實現(xiàn)：電池的組合通過二種方式實現(xiàn)，一是通過鎳帶點焊或激光焊接或超聲波焊接，這是常用手段，優(yōu)點是可靠性較好，但不易更換。二是通過彈性金屬片接觸，優(yōu)點是不需要焊接，電池更換相對容易，缺點是可能導(dǎo)致接觸不良。
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要求：電池組要符合用戶使用時的工作時間要求、環(huán)境要求、振動要求、充電要求，壽命要求等。電池組不可單獨使用（過充電、過放電、過電流均會損傷電池。）需要配備專用保護(hù)板方可使用。
2、保護(hù)板
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組成：保護(hù)板由保護(hù)IC，MOSFET，晶體管，電阻及電容和PCB及散熱器件等組成。
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作用：保護(hù)電池工作于正常狀態(tài)下。防止電池因過充電、過放電、短路等引起的電池失效及發(fā)生冒煙、起火、爆炸而產(chǎn)生的危險。
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具體功能：
A、過充電保護(hù)，不同體系的電池的過充電保護(hù)電壓不同，一般情況下，磷酸鐵鋰的過充電保護(hù)3.65V~3.85V，鈷酸鋰、錳酸鋰，三元材料鋰電池過充電保護(hù)電壓為4.2V~4.35V。
B、過放電保護(hù)，磷酸鐵鋰的過放電保護(hù)電壓2~2.5V，其它三種鋰電池為2.3V~2.9V。
C、短路保護(hù)。由IC和MOSFET的參數(shù)決定。不同IC和MOSFET的短路保護(hù)值不同。
D、過充電保護(hù)恢復(fù)電壓。IC都有此功能，一般恢復(fù)電壓低于保護(hù)電壓0.1~0.2V。
E、過放電保護(hù)恢復(fù)電壓。有些IC無此功能。過放電后需要通過充電來恢復(fù)。
F、短路保護(hù)延遲時間。一般十幾毫秒。
G、均衡功能。有些應(yīng)用需要均衡功能。因電池放電電流較大，均衡不易實現(xiàn)，目前多為充電均衡，均衡的目的是保證每只電池都能充滿電，延長使用壽命，最大限度的發(fā)揮電池的作用。
保護(hù)板的使用：
A、保護(hù)板靠近電池連接，鋰電池不可脫離保護(hù)板單獨使用。
B、注意保護(hù)板與電池間做有效的隔離，起絕緣和隔熱作用。
C、多節(jié)保護(hù)板與電池安裝連接時，按照先低電平后高電平的順序連接。即先連接B-，然后B1、B2......B9,最后B+。見下圖。拆下保護(hù)板時，與安裝順序相反。
保護(hù)板的設(shè)計
作為一名合格的研發(fā)工程師，設(shè)計一款產(chǎn)品要實現(xiàn)最優(yōu)化。即具有最高的性價比。保護(hù)板的設(shè)計要考慮如下幾點：
A、設(shè)計要保證可靠性、工作穩(wěn)定性。過流參數(shù)保留有至少30%的技術(shù)余量。
B、設(shè)計的產(chǎn)品要便于測試。
C、設(shè)計要便于生產(chǎn)和調(diào)試。工藝上要簡化。
D、產(chǎn)品要便于安裝。
E、設(shè)計要滿足尺寸的要求。
F、設(shè)計要方便采購器件。使用器件不能太特殊。
G、設(shè)計要考慮成本。
H、設(shè)計要充分考慮散熱及散熱器件的放置。
I、設(shè)計要考慮環(huán)保要求。
