電池模組與PACK介紹課件

1、電池模組與PACK介紹動力電芯的形態(tài)方形電芯（鋼殼/鋁殼電芯）方形電芯（塑料殼電芯）軟包電芯圓柱電芯2022/7/28CATL Confidential方形動力電芯成組寶馬I32022/7/28CATL Confidential軟包動力電芯成組豐田L(fēng)eaf2022/7/28CATL Confidential軟包動力電芯成組2022/7/28CATL Confidential圓柱動力電芯成組2022/7/28CATL Confidential動力電芯成組Tesla 18650模組2022/7/28CATL Confidential電池箱12022/7/28CATL Confidential電池箱

2、2依維柯A422022/7/28CATL Confidential電池箱32022/7/28CATL Confidential特斯拉電池箱2022/7/28CATL Confidential方形模組爆炸圖側(cè)板上蓋下支架上支架上塑料支架下塑料支架側(cè)板鋁片銅片2022/7/28CATL Confidential軟包模組爆炸圖鎳片電池支架塑料柱電池支架鎳片PC片12022/7/28栓接與焊接螺栓連接：1.連接簡單方便，成本低 2.裝拆方便，利于檢修對螺栓連接的要求：1.表面光潔度 2.一定的預(yù)緊力 3.表面需要做鍍層 缺點(diǎn)：1.表面容易造成腐蝕 2.受到預(yù)緊力，表面質(zhì)量的關(guān)系，接觸電阻不穩(wěn)定 3.震

3、動后容易造成螺栓松動，接觸電阻增大焊接：1.一致性好，接觸電阻低 2.由于接觸面封閉，不易氧化，接觸電阻穩(wěn)定 缺點(diǎn)：1.設(shè)備成本高，前期投入高 2.整體焊接成型，拆裝不方便接觸電阻：對導(dǎo)體間呈現(xiàn)的電阻稱為接觸電阻。1) 集中電阻 電流通過實(shí)際接觸面時(shí)，由于電流線收縮（或稱集中）顯示出來的電阻。2) 膜層電阻 由于接觸表面膜層及其他污染物所構(gòu)成的膜層電阻。影響接觸電阻的因素：1) 接觸件材料 2) 正壓力 3) 表面狀態(tài) 4) 使用電壓 5) 電流不同材質(zhì)的接頭接觸表面的微電池腐蝕效應(yīng)。有關(guān)試驗(yàn)文獻(xiàn)資料表明，銅的標(biāo)準(zhǔn)電勢為+0.34V鋁的標(biāo)準(zhǔn)電勢為-1.28V，銅鋁之間的電勢差為+1.62V。2

4、022/7/28CATL Confidential電阻點(diǎn)焊接與激光焊電池點(diǎn)焊機(jī)電阻焊：工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。激光焊：利用激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等激光參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。電池激光焊機(jī)2022/7/28CATL Confidential電阻點(diǎn)焊接與激光焊電阻點(diǎn)焊機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1、生產(chǎn)成本低，不需要其他的耗材。2、焊接時(shí)間短，成型較快。電阻對焊機(jī)的缺點(diǎn)：1、焊接的過程中會產(chǎn)生大量的電火花，安全性不高、需要對其進(jìn)行隔離。2、由于焊接過程中需要隔離，

5、所以不能近距離的觀察整個(gè)焊接過程，工藝的可控性低。3、設(shè)備的自動化程度高，因此設(shè)備的成本高、維護(hù)成本高。激光焊接機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1、熱影響小，由于激光高度凝聚成了極小的斑點(diǎn)，所以它的熱影響小，焊接后基本上不會影響工件原有的性能。2、節(jié)能環(huán)保、有利于保持工作場所的潔凈和保護(hù)操作員的身體健康。3、生產(chǎn)成本低，只需要在激光器充一次氣，就可以用好久。4、可調(diào)節(jié)光點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)焊接。5、電光轉(zhuǎn)化率高，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。6、焊接速度快，是傳統(tǒng)焊接設(shè)備的幾倍。7、可近距離觀察，產(chǎn)品工藝的可控性強(qiáng)。8、焊接面平整、結(jié)合力強(qiáng)、焊接深、焊縫狹小。激光焊接機(jī)的缺點(diǎn)： （1）焊件位置需非常精確，務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)

6、。（2）焊件需使用夾治具時(shí)，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對準(zhǔn)。（3）最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠(yuǎn)超過19mm的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接。（4）高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。（5）當(dāng)進(jìn)行中能量至高能量的激光束焊接時(shí)，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除，以確保焊道的再出現(xiàn)。（6）能量轉(zhuǎn)換效率太低，通常低于10%。（7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。（8）設(shè)備昂貴。2022/7/28CATL Confidential超聲波焊接原理：超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz ）的機(jī)械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的

7、一種特殊方法金屬在進(jìn)行超聲波焊接時(shí)，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫?zé)嵩?，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實(shí)現(xiàn)的一種固態(tài)焊接因此它有效地克服了電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象超聲金屬焊機(jī)能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進(jìn)行單點(diǎn)焊接、多點(diǎn)焊接和短條狀焊接超聲波金屬焊接優(yōu)點(diǎn)： 1）、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。2）、焊接后導(dǎo)電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零。3）、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。4）、焊接時(shí)間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。5）、焊接無火花，環(huán)保安全。適用產(chǎn)品1）、鎳氫電池

8、鎳氫電池鎳網(wǎng)與鎳片互熔與鎳片互熔。2）、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。3）、電線互熔，偏結(jié)成一條與多條互熔。4）、電線與各種電子元件、接點(diǎn)、連接器互熔。5）、各種家電用品、汽車用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。6）、電磁開關(guān)、無熔絲開關(guān)等大電流接點(diǎn)，異種金屬片的互熔。7）、金屬管的封尾、切斷可水、氣密。2022/7/28CATL Confidential電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究的意義及現(xiàn)狀 動力電池的成本、性能、壽命在很大程度上決定了HEV的成本和可靠性； 電池的溫度和溫度場的均勻性對蓄電池的性能和壽命有很大的影響。 因此：進(jìn)行電池散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與散熱性能的預(yù)測，對

9、提高混合動力汽車及動力電池的成熟度和可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2022/7/28CATL Confidential電池?zé)峁芾?）沒有熱管理系統(tǒng)，也就是不刻意讓電池散熱，采用自然降溫的方式，比如Leaf電動車。2）采用風(fēng)冷：主要有通過電池包內(nèi)循環(huán)降溫散熱和通過外部風(fēng)扇通風(fēng)降溫，其中前者占絕大部分，后者比較少。3）水冷或者別的液體介質(zhì)降溫1.水冷系統(tǒng)：通過水泵將吸收熱量后的液體抽到外部散熱后再導(dǎo)回到內(nèi)部2.風(fēng)冷系統(tǒng)：通過溫度監(jiān)測點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及其他附屬裝置等組成。2022/7/28CATL Confidential電池?zé)峁芾?A樣電池包優(yōu)化方案一（改變傾斜角度和電池的間距） 取上下層電池傾斜角度為3.5度，兩排電池的距離為30mm；極限工況最大溫差為9.5 ;變工況的溫差為14.32022/7/28CATL Confidential A樣電池包優(yōu)化方案二（電池位置不動，添加擋板） 電池的位置不動，通過增加圓弧形的導(dǎo)流板、長條形的引流板以及菱形的引流板，減少了前部電池的熱交換面積，為后部電池增加了冷卻風(fēng)量，極限工況溫差11.6。變工況溫差5.83