动力锂电池包软包，模组主要组成和设计要点分析

来源：未知  日期：2018-07-12 10:33  浏览量：次

　　动力锂电池包软包，模组主要组成和设计要点分析。电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。软包电池单体能量密度在常见三种锂电池包封装形式中，最容易做高。

　　本文存能电气小编就来和大家分析一下动力锂电池包软包，模组主要组成和设计要点分析。

　　锂电池包软包模组主要组成

　　基本组成包括：模组控制请(常说的BMS从板)，电池单体，导电连接件，塑料框架，冷板，冷却管道，两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。

　　设计要点分析

　　1、结构设计要求

　　结构可靠：抗震动 抗疲劳;

　　工艺可控：无过焊、虚焊，确保电芯100%无损伤;

　　成本低廉：PACK产线自动化成本低，包括生产设备、生产损耗;

　　易分拆：电池组易于维护、维修，低成本，电芯可梯次利用性好;

　　做到必要的热传递隔离，避免热失控过快蔓延，也可以把这一步放到pack设计再考虑。

　　问题：软包电芯的单体能量密度比圆柱和方形有更高的提升空间，但对模组设计要求较高，安全性不易把控，这都是需要结构设计解决的问题。

　　2、热设计要求

　　软包电芯的物理结构决定了其不易爆炸，一般只有外壳能承受的压力足够高，才有可能炸，而软包电芯内部压力一大，便会从铝塑膜边缘开始泄压、漏液。同时软包电芯也是几种电芯结构中，散热最好的。

　　当前主流的冷却方式，已经转变为液冷以及相变材料冷却。相变材料冷却可以配合液冷一起使用，或者单独在环境不太恶劣的条件下使用。另外还有一种当前国内仍然较多应用的工艺，灌胶。这里灌得是导热系数远大于空气的导热胶。由导热胶将电信散发的热量传递到模组壳体上，再进一步散发到环境中。这种方式，电芯再次单独替换不太可能但也在一定程度上阻止了热失控的传播。

　　当然锂电池包软包电芯要将液冷技术做成熟也并非易事，其必须考虑液冷板的固定，密封性，绝缘性等等。

　　3、电气设计要求

　　电气设计，包含低压和高压两个部分。

　　低压设计，一般需要考虑几个方面的功能。通过信号采集线束，将电池电压、温度信息采集到模组从控板或者安装在模组上的所谓模组控制器上;模组控制器上一般设计均衡功能(主动均衡或者被动均衡或者二者并存);少量的继电器通断控制功能可以设计在从控板上，也可以在模组控制器上;通过CAN通讯连接模组控制器和主控板，将模组信息传递出去。

　　高压设计，主要是电芯与电芯之间的串并联，以及模组外部，设计模组与模组之间的连接导电方式，一般模组之间只是考虑串联方式。这些高压连接需要达到两个方面的要求：一是电芯之间的导电件和接触电阻分布要均匀，否则单体电压检测将受到干扰;其次，电阻要足够小，避免电能在传递路径上的浪费。

　　4、安全设计要求

　　安全设计，可以分为3个倒退的要求：良好的设计，确保不要发生事故;如果不行，发生事故了，最好能提前预警，给人以反映时间;故障已经发生，则设计的目标就变成阻止事故过快蔓延。

　　实现第一个目的的，是合理布局，良好的冷却系统，可靠的结构设计;

　　次级目标，则需要传感器更加广泛的分布到每一个可能的故障点，全面检测电压和温度，最好监测每一颗电芯的内阻;

　　最低目标，则可以通过电芯和模组设置保险丝，模组和模组之间设置防火墙，设计强度冗余应对灾害发生后可能的结构坍塌。这都是高性能软包模组的方向。

　　5、轻量化设计要求

　　轻量化设计，最主要目的是追求续航里程，消灭所有多余负担，轻装上阵。而如果轻量化再能跟降成本结合，则更是皆大欢喜。

　　轻量化的道路很多，比如提高电芯能量密度;

　　在细节设计中，确保强度的情况下追求结构件的轻薄(比如选更薄的材质，在板材上挖更大的孔);

　　用铝材替换钣金件;

　　使用密度更低的新材料打造壳体等。

　　锂电池包行业市场前景广阔，未来竞争激烈。存能电气磷酸铁锂电池包具有体积小、重量轻、能量密度高、长寿命、绿色环保、无记忆效应等优势。相对于国内厂商而言在电池的一致性、稳定性、安全性、环保性、循环寿命等方面都有比较大的优势，对下游厂家的吸引力也很大。未来我国锂电池包地位将不断提升，迟早会成为一匹行业的黑马。