锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

 

本文主要讨论如何轻松设计锂电池组，介绍了锂电池组的标准化，以及在设计过程中需要考虑哪些因素和必须满足哪些要求。

 

锂电池组标准化

不同的供应商

首先，我们需要注意的是，锂电池组没有标准尺寸，在不久的将来也不可能有标准尺寸，原因很简单：不同的制造商制造和集成电动汽车的方式不同。

动力锂电池组需要适应车辆结构，因此很难有统一的尺寸标准。在大型固定式储能系统中，通常使用19英尺（1英尺=0.3048米）的架子来安装锂离子电池，但不同的锂离子电池制造商已经开发了自己的储能系统。

适应新的尺寸和安装方式来改变现有的制造技术，势必会引发新的投资和成本。因此，至少在近期内，锂电池组或电池的标准化不太可能。

 

 

不同型号

此外，市场上的电动汽车都是基于汽油和柴油车的基本结构来设计锂电池组，制造商只使用车身结构中的现有空间来组装电池系统，没有针对性地优化车身结构设计。

这意味着电池系统可以安装在行李箱、座椅、驱动轴通道和油箱中；立场的不统一已经成为锂电池组标准化的一大障碍。

在当今电动汽车制造时代，我们需要为特定目的改变策略。重新设计电动汽车需要10到15年的时间。这意味着电池可能需要两到三代人的时间。

电池系统的尺寸和安装位置可以为未来的电动汽车量身定制。市场上只有少数制造商（如特斯拉）可以为电动汽车提供新的设计，好消息是一些主要汽车制造商也在努力。

不同的应用要求

在锂电池组的机械设计之初，需要全面了解锂电池不同应用的要求，例如电池的应用系统和安装位置。

如果适用于电动汽车，可以安装在车盖、乘客舱、底盘或行李箱中；如果应用于储能，是安装在移动箱中还是固定位置？如果用于导航，需要什么样的密封系统，对电池应用环境有什么要求？

 

 

一旦确定了电池的位置和尺寸，就可以考虑其他要求，例如它是否需要在恶劣的环境中工作，需要达到何种密封水平，它是否是系统组件，以及它需要承受多大的冲击或振动。

电池系统的机械要求

接下来，我们需要估计锂电池组的其他机械要求。电池系统是否安装在汽车的脆弱区域，是否需要满足负载要求，换句话说，是否能够承受乘客站立或行走。

此外，还应考虑一些电磁干扰和电磁兼容性。还要考虑到与车身热源的距离、与乘客位置的距离以及后续维护的便利性。

 

锂电池组设计注意事项

关于电池系统的机械和结构部件，我们将首先讨论目前可用的各种锂电池组。锂离子电池组通常将电池组设置为机电单元。

它由总线、电池、温度和电压控制电路板、热管理系统以及机械框架组成。在设计锂电池组时，需要考虑一些因素。

最终的包装布置取决于电池的类型

例如，塑料或金属框架应采用包装配置，以提供保护并对包装施加压力。对于较大的方形单元，考虑到每个单元都是一个整体框架，互连板（ICB）提供了一个适当的固定框架。无需提供额外的机械保护。

锂电池组的粘结问题

有时，我们使用捆绑来组装锂电池组的整个设计。然而，当我们界定模块时，需要评估两个长期问题。如果你使用的是基于塑料的捆扎带，问题就归结到材料使用寿命的弹性水平。

 

 

如果带状材料在一段时间内拉伸得足够长，电池可能不再获得所需的堆叠压力。若我们使用钢带，可能会产生相反的效果，因为它不会随着时间而拉伸，但会逐渐增大电池的大小。

结果，带材施加的力随时间增加。

后续维护的便利性

锂离子电池组设计的另一个重要考虑因素是便于后续维护。在锂离子电池组设计中，一些生产商使用机械部件、螺栓或螺母来连接电池。这种设计允许用户更换电池，并在整个电池寿命期间使用电池组。

然而，这种机械连接在使用过程中容易松动，导致接触阻抗增加，可能导致电池故障。其他制造商将电池焊接在一起以增强接头稳定性。

这种方法相对成本效益高（不需要紧固件），可靠性高（没有松动）。然而，在这种设计中，电池不能单独更换，这意味着单个电池的故障导致整个电池不能再次使用。

模块是所有电池系统的基础，稳定可靠的封装方法是大多数电池制造商后续多系统应用的坚实保证。

锂电池组设计的基本要求

机械强度要求

方形动力电池组是一种锂电池组，由母线连接，串联和并联，通过机械结构集成到锂电池组中。

在国家标准GBT31467、GBT31485和GBT31486中，动力锂电池组需要通过振动、挤压、冲击、跌落等测试。

同时，由于单个电池在充电和放电过程中可能会膨胀，因此需要模块本身的机械结构来抵消电池的膨胀力。这要求包装结构具有一定的机械强度。

 

 

锂电池组整体机械强度的实现要求锂电池组的电气连接结构——铜铝排的设计以及锂电池组内部单电池排列的外部保护措施——电池组的外部框架结构具有一定的机械强度。

具体而言，有必要选择组件材料、组件的结构设计和焊接工艺，以确保锂电池组的强度设计能够实现。

绝缘强度要求

在充电状态下，单个电池的极、外壳和其他部分也会充电。为了防止外部短路，确保锂离子电池安全和车辆安全，锂电池组在装运前应通过相应的绝缘和电压测试。

通常，在电池组和外壳的总阴极和阳极输出之间施加电压。在电池组通过之前，测量的绝缘阻抗和泄漏电流必须小于规定值。

电压和温度采样功能

在车辆运行过程中，需要监测电池系统的电压和温度，以确保行车安全，这需要在锂电池组中设置电压和温度采集装置。

在实现电压和温度采集板的结构设计时，需要考虑封装内部的有限空间。

同时保证采样的准确性，并具有一定的结构强度，以防止单电池的膨胀力、机械振动等内外影响对采集板结构的损坏。

过流容量设计

在动力锂电池组中，单个电池与铜和铝并联布置，以实现电池组的整体充放电功能。

铜铝棒的结构设计必须具有相应的流动能力，以防止锂电池组中的温度分布不合理和局部温度过高，从而可能造成安全隐患。

为了确保模块的流动能力，铜LvPai结构设计必须根据具体流量和铜铝质量的要求，每单位面积的流动能力并设置足够的面积，以确保流量。同时，铜排与电池极柱焊接连接的焊缝形状尺寸设计必须合理，以确保铜排与蓄电池极柱充分有效接触，防止焊接现象，消除安全隐患。

防尘和运行保护

应充分保护模块的外露电气部件，以防止灰尘落入锂电池组。同时，应防止因误操作导致人的手与锂电池组的电气部件直接接触，以消除安全隐患。