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電池知識(shí)

鋰電池PACK是什么?淺談PACK

來源:未知    2019-05-18 18:13    點(diǎn)擊量:

PACK,英文意思是打包、包裹的意思。在電池行業(yè),工程師們把沒有組裝成可以直接使用的電池叫電芯,而把連接上PCM板,有充放電控制、BMS等功能的成品電池叫電池,也是我們說的PACK包,由數(shù)量若干的電芯組合而成,可以理解成PACK=m模組*n電芯組成。 

 

電芯我們按照外形,主要分為方形、圓柱、軟包電芯。我們主要考察電芯的容量、電壓、內(nèi)阻、電流,在進(jìn)入PACK組裝前,還需要檢測電芯的尺寸(含長寬高)、外觀檢測(是否氧化、漏液)。

PACK包最重要的兩個(gè)組成部分,是電芯和保護(hù)線路板(也叫PCM板),二次鋰離子電池之所以需要保護(hù),是因?yàn)殇囯x子電池本身不能過充、過放、過流、短路和超高溫充放,故而鋰電池鋰電組件總會(huì)匹配一塊保護(hù)板和電流保險(xiǎn)器。

鋰離子動(dòng)力電池的生產(chǎn)工藝,我個(gè)人主要分為三個(gè)大的工藝,單電芯處理,模組裝配、PACK裝配(仁者見仁,有些廠家會(huì)根據(jù)自己需求進(jìn)行分類)。

電芯篩選,即對(duì)分容結(jié)束后的電池,通過分檔(一般按照容量、電壓、內(nèi)阻),把電芯特性相近的分在一檔,并通過電池的厚度尺寸檢測。我們?cè)陔娦境山M后,總是希望在使用過程中,電池的一致性很好。篩選后對(duì)電芯進(jìn)行包膠,一層塑料的絕緣膜。

 

配組,結(jié)合前面電芯的數(shù)據(jù),再根據(jù)汽車廠家對(duì)PACK包的要求,通過串并聯(lián)起來(串聯(lián)電壓增加,并聯(lián)容量增加),使得PACK包滿足需要的功率、容量、電壓。并把電芯特性一致的電池,組合到一個(gè)模組里面,通過CMT焊接,電芯裝入模組后并固定,主要的工藝有配組、等離子清洗、電芯堆疊、組裝散熱板、組裝絕緣罩、EOL測試。

 

 

 

PACK裝配則是把模組放入箱體,并把銅牌、線束等裝配起來,主要的工藝有BDU、BMS插件入箱、銅牌線束組裝、電性能測試、EOL測試、氣密性測試等。

現(xiàn)在的PACK主要還是在電池廠家和PACK廠家手里,電池廠家生產(chǎn)完電池后,通過物流線運(yùn)送電芯到PACK車間組裝即可;PACK廠家則是自己不生產(chǎn)電芯,通過購買電池企業(yè)的裸電芯,分容后進(jìn)行模組和PACK包的裝配。近幾年,有車企逐漸進(jìn)入PACK的趨勢,就像沒有一家車企不想把發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)控制在自己手里一樣,為了便于數(shù)據(jù)管理,車企也有把PACK控制在自己手里(也有部分車企走零部件外包、購買后運(yùn)用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)裝配路線)。

電池廠PACK的一般流程是,整車廠提出需求,提供包的體積、所需要的功率、續(xù)航里程、電壓、檢測項(xiàng)目;電池廠收到客戶需求后,開始結(jié)合自身情況,亦或是使用已由產(chǎn)品,亦或是開發(fā)新的產(chǎn)品,建新的工廠,產(chǎn)品開發(fā)部門根據(jù)需求,開發(fā)合適的模組,交付樣品供車檢驗(yàn);樣品交付車企檢驗(yàn)通過后,電池廠家根據(jù)需求,連續(xù)生產(chǎn)電芯裝配模組。

2025年后,主要以鋰硫電池-->鋰金屬電池-->>鋰空氣電池發(fā)展為主,這類電池,能量密度更高,材料的可取性也越來越方便,但目前存在較多難題,還需要繼續(xù)去攻克,鋰硫電池是以硫元素作為電池正極,金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。單質(zhì)硫在地球中儲(chǔ)量豐富,具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)。利用硫作為正極材料的鋰硫電池,其材料理論比容量和電池理論比能量較高,分別達(dá)到 1675m Ah/g 和2600Wh/kg ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商業(yè)上廣泛應(yīng)用的三元電池。并且硫是一種對(duì)環(huán)境友好的元素,對(duì)環(huán)境基本沒有污染,是一種非常有前景的鋰電池;鋰金屬電池,用鋰金屬箔來取代石墨,它可以容納更多的離子,但通常鋰金屬箔與電解質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng),從而導(dǎo)致電解質(zhì)過熱,甚至導(dǎo)致燃燒,這一技術(shù)能將當(dāng)前鋰電池的體積縮小一半,從理論上來說,如果電池體積不變,在搭載鋰金屬電池的情況下,電動(dòng)汽車的續(xù)航里程將提升一倍;鋰空氣電池,是一種用鋰作陽極,以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,因?yàn)槠潢帢O(以多孔碳為主)很輕,且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里,理論上,由于氧氣作為陰極反應(yīng)物不受限,該電池的容量僅取決于鋰電極,其比能為5.21kWh/kg(包括氧氣質(zhì)量),或11.4kWh/kg(不包括氧氣)。
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