軟包鋰電池模組的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

導(dǎo)讀：本文主要介紹軟包鋰電池模組的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。

電池模組可以理解為鋰離子電芯經(jīng)串并聯(lián)方式組合，加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后形成的電芯與pack的中間產(chǎn)品。軟包鋰電池單體能量密度在常見(jiàn)三種鋰電池封裝形式中，最容易做高，但到了模組設(shè)計(jì)這一層，對(duì)產(chǎn)品整體安全性的考慮任務(wù)卻最重，可以說(shuō)是把一部分電芯的活轉(zhuǎn)移給了模組結(jié)構(gòu)。

模組組成

軟包電池典型的基本組成包括：模組控制板（常說(shuō)的BMS從板），電池單體，導(dǎo)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(gòu)件組合到一起的緊固件。其中兩端的壓板除了起到聚攏單體電芯，提供一定壓力的作用以外，往往還將模組在pack中的固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在上面。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)可靠：抗震動(dòng) 抗疲勞；工藝可控：無(wú)過(guò)焊、虛焊，確保鋰電池電芯100%無(wú)損傷；成本低廉：PACK產(chǎn)線自動(dòng)化成本低，包括生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)損耗；易分拆：電池組易于維護(hù)、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(guò)快蔓延，也可以把這一步放到pack設(shè)計(jì)再考慮。

熱設(shè)計(jì)

軟包電芯的物理結(jié)構(gòu)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(nèi)部壓力一大，便會(huì)從鋁塑膜邊緣開(kāi)始泄壓、漏液。同時(shí)軟包電芯也是幾種電芯結(jié)構(gòu)中，散熱最好的。

電氣設(shè)計(jì)

電氣設(shè)計(jì)，包含低壓和高壓兩個(gè)部分。低壓設(shè)計(jì)，一般需要考慮幾個(gè)方面的功能。通過(guò)信號(hào)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(shè)計(jì)均衡功能（主動(dòng)均衡或者被動(dòng)均衡或者二者并存）；少量的繼電器通斷控制功能可以設(shè)計(jì)在從控板上，也可以在模組控制器上；通過(guò)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(shè)計(jì)，主要是電芯與電芯之間的串并聯(lián)，以及模組外部，設(shè)計(jì)模組與模組之間的連接導(dǎo)電方式，一般模組之間只是考慮串聯(lián)方式。這些高壓連接需要達(dá)到兩個(gè)方面的要求：一是電芯之間的導(dǎo)電件和接觸電阻分布要均勻，否則單體電壓檢測(cè)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(fèi)。

安全設(shè)計(jì)

安全設(shè)計(jì)，可以分為3個(gè)倒退的要求：良好的設(shè)計(jì)，確保不要發(fā)生事故；如果不行，發(fā)生事故了，最好能提前預(yù)警，給人以反映時(shí)間；故障已經(jīng)發(fā)生，則設(shè)計(jì)的目標(biāo)就變成阻止事故過(guò)快蔓延。

輕量化設(shè)計(jì)

輕量化設(shè)計(jì)，最主要目的是追求續(xù)航里程，消滅所有多余負(fù)擔(dān)，輕裝上陣。而如果輕量化再能跟降成本結(jié)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(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中，確保強(qiáng)度的情況下追求結(jié)構(gòu)件的輕?。ū热邕x更薄的材質(zhì)，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。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)化是大工業(yè)以來(lái)的長(zhǎng)期追求，標(biāo)準(zhǔn)化是降低成本提高互換性的基石所在。具體到動(dòng)力電池模組，還多了一個(gè)梯次利用的偉大目的。話雖如此，但現(xiàn)實(shí)是單體還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，那么模組標(biāo)準(zhǔn)化距離就更遠(yuǎn)了。

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