鋰電池pack工序知識(shí)詳解
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-13 11:55
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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(kāi)關(guān)，電量指示，及EVA、青稞紙、塑膠支架等輔助材料這幾項(xiàng)共同組成PACK。PACK的外特性由應(yīng)用決定。PACK的種類(lèi)很多。
2、各材料用途：見(jiàn)下表
序號(hào)
材料名稱(chēng)
用途
備注
1
鋰離子電池
提供能量。PACK的核心部件放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。主材料之一。
多種類(lèi)，多型號(hào)，必配
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
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(hù)決定
4
鑰匙開(kāi)關(guān)
電池輸出開(kāi)關(guān)。電池車(chē)電池配備。
非必配件
5
電量指示
指示電池剩余能量，分電壓指示方式和積分計(jì)算指示方式。
非必配件
6
青稞紙
隔離與絕緣。隔離開(kāi)電池與其它部件。
7
EVA
隔離與減震?；蜃鎏畛湟怨潭姵匚恢谩?/div>
8
支架
對(duì)電池定形。使電池按一定順序排列并方便散熱。
開(kāi)模具
9
高溫膠帶
隔離與絕緣。隔離開(kāi)需要隔離的部件。
非必備件
10
鎳帶
完成電池的并、串聯(lián)。通過(guò)電流。
必備
11
導(dǎo)線
連接電池輸出。
必備
12
輸出連接器
電池輸出接口，實(shí)現(xiàn)與使用端的匹配連接。
非必備件
13
標(biāo)簽
顯示電池組參數(shù)及使用注意事項(xiàng)。
非必備件
14
PVC
電池外包裝。熱縮塑形。
非必備件
15
轉(zhuǎn)接電路板
實(shí)現(xiàn)電池定位，串聯(lián)及并聯(lián)組合。
非必備件
16
保險(xiǎn)管
過(guò)流保護(hù)，防止異常大電流損壞器件
非必備件
3、PACK的特點(diǎn)
有完整的功能，可直接應(yīng)用。
種類(lèi)的多樣性。同一應(yīng)用需求有多種PACK能實(shí)現(xiàn)。
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）。
電池組PACK的循環(huán)壽命低于單只電池的循環(huán)壽命。
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(dòng)情況，受力程度等）
鋰電池組PACK保護(hù)板要求有充電均衡功能。
高電壓、大電流電池組PACK（如電動(dòng)車(chē)電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)）要求配備電池管理系統(tǒng)（BMS）、CAN、RS485等通迅總線。
電池組PACK對(duì)充電器的要求較高，有些要求和BMS實(shí)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(chǔ)存的能量，并保證使用安全、可靠。
4、PACK的設(shè)計(jì)
充分了解使用要求，如應(yīng)用環(huán)境（溫度、濕度、振動(dòng)、鹽霧等）、使用時(shí)間、充電、放電方式和電參數(shù)，輸出方式，壽命要求等。
按使用要求選擇合格的電池和保護(hù)電路板，
滿足尺寸、重量的要求。
包裝可靠，滿足要求。
生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)潔化。
方案最優(yōu)化。
成本最低化。
檢測(cè)易實(shí)現(xiàn)。
5、使用注意事項(xiàng)
不可投入火中或接近熱源使用。
不可用金屬將輸出正負(fù)極直接連在一起。
不可超出電池溫度范圍使用。
不可用力擠壓電池。
用專(zhuān)用充電器或按正確的方法充電。
電池?cái)R置時(shí)請(qǐng)每三個(gè)月補(bǔ)充電一次。并按儲(chǔ)存溫度放置。
二、重要部件介紹
1、電池組
組成：電池由單體電池通過(guò)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(guò)5并組成，36V/2Ah電池可由單只N18650/2Ah通過(guò)10串組成，36V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過(guò)5并10串組成。
組合要求：并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類(lèi)一致、型號(hào)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(dòng)態(tài)一致性）。但很難做到，一般情況下，電池通過(guò)并聯(lián)串聯(lián)組合后，容量損失2%~5%，電池?cái)?shù)量越多，容量損失越多。
組合的實(shí)現(xiàn)：電池的組合通過(guò)二種方式實(shí)現(xiàn)，一是通過(guò)鎳帶點(diǎn)焊或激光焊接或超聲波焊接，這是常用手段，優(yōu)點(diǎn)是可靠性較好，但不易更換。二是通過(guò)彈性金屬片接觸，優(yōu)點(diǎn)是不需要焊接，電池更換相對(duì)容易，缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致接觸不良。
要求：電池組要符合用戶(hù)使用時(shí)的工作時(shí)間要求、環(huán)境要求、振動(dòng)要求、充電要求，壽命要求等。電池組不可單獨(dú)使用（過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流均會(huì)損傷電池。）需要配備專(zhuān)用保護(hù)板方可使用。
2、保護(hù)板
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。
作用：保護(hù)電池工作于正常狀態(tài)下。防止電池因過(guò)充電、過(guò)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(xiǎn)。
具體功能：
A、過(guò)充電保護(hù)，不同體系的電池的過(guò)充電保護(hù)電壓不同，一般情況下，磷酸鐵鋰的過(guò)充電保護(hù)3.65V~3.85V，鈷酸鋰、錳酸鋰，三元材料鋰電池過(guò)充電保護(hù)電壓為4.2V~4.35V。
B、過(guò)放電保護(hù)，磷酸鐵鋰的過(guò)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(guò)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(guò)放電保護(hù)恢復(fù)電壓。有些IC無(wú)此功能。過(guò)放電后需要通過(guò)充電來(lái)恢復(fù)。
F、短路保護(hù)延遲時(shí)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(shí)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(zhǎng)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(dú)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(shí)，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(jiàn)下圖。拆下保護(hù)板時(shí)，與安裝順序相反。
保護(hù)板的設(shè)計(jì)
作為一名合格的研發(fā)工程師，設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。即具有最高的性?xún)r(jià)比。保護(hù)板的設(shè)計(jì)要考慮如下幾點(diǎn)：
A、設(shè)計(jì)要保證可靠性、工作穩(wěn)定性。過(guò)流參數(shù)保留有至少30%的技術(shù)余量。
B、設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要便于測(cè)試。
C、設(shè)計(jì)要便于生產(chǎn)和調(diào)試。工藝上要簡(jiǎn)化。
D、產(chǎn)品要便于安裝。
E、設(shè)計(jì)要滿足尺寸的要求。
F、設(shè)計(jì)要方便采購(gòu)器件。使用器件不能太特殊。
G、設(shè)計(jì)要考慮成本。
H、設(shè)計(jì)要充分考慮散熱及散熱器件的放置。
I、設(shè)計(jì)要考慮環(huán)保要求。
