文章摘要
锂电池因其高能量密度、高电压、环保特性、长寿命和快速充电能力,在3C数码、动力工具和新能源汽车等行业中得到广泛应用。锂电池的发展也是国家战略的重要组成部分,特别是在推动新能源建设的背景下。 电池单体是构成电池组和电池包的基本元素,提供3V-4V的电压;电池组是由多个单体组成的单一物理模块,提供更高的电压和容量;电池包则是由多个电池组集 合而成,并加入了电池管理系统(BMS),是电池厂最终提供给用户的产品。
电池包装配工艺流程涉及前段、中段和后段设备,自动化程度影响生产效率和一致性。电池包主要由电池模块、机构系统、电气系统、热管理系统和BMS组成。电池模块是储存和释放能量的核心,机构系统提供支撑和保护,电气系统负责传输动力和信号,热管理系统调节温度,而BMS作为电池的“大脑”,监控和管理电池状态。 锂电池生产线的前中段自动化程度较高,包括自动上线、模组装配、固定拧紧、涂胶和成品下线等工序。这些工艺流程确保了电池包的高效生产和性能一致性。
锂电池pack小知识
Lithium Battery Tips
在双碳背景下,锂电池因其能量密度高、电压高、环保、寿命长以及可快速充电等优点,深受3C数码、动力工具等行业的青睐,其对新能源汽车行业的贡献尤为突出。锂电池在各种储能场景都可以应用,同时作为提供新能源汽车动力来源的重要力量,市场潜力巨大。大力建设新能源,促进锂电池发展也是国家战略发展的重要一环。
电池单体(cell):组成电池组和电池包的最基本的元素,一般能提供的电压是3v-4v之间;
电池组(Batteries):由多个单体集 合,构成一个单一的物理模块,提供更高的电压和容量;
电池包(pack):一般是由多个电池组集 合而成的,同时,还加入了电池管理系统(bms)等,也就是电池厂最后提供给用户的产品。
电芯作为PACK的核心组成,目前以电芯的外形分类主流分为三大类:方壳、圆柱、软包(聚合物电池)。正负极片通过不同的方式封装到相应的外壳里面。
Pack电池包主要包括电池模块、机构系统、电气系统、热管理系统和BMS几个部分。
电池模块:如果把电池PACK比作一个人体,那么模块就是“心脏”,负责储存和释放能量,为汽车提供动力。
机构系统:主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成,可以看作是电池PACK的“骨骼”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护(防水防尘)的作用。
电气系统:主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”,将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中,低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。
热管理系统:热管理系统主要有4类:风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例,热管理系统主要由冷却板,冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池PACK装了一个空调。
BMS:Battery Management System 电池管理系统,可以看作是电池的“大脑”。主要由CMU和BMU组成。
CMU :Cell Monitor Unit单体监控单元,负责测量电池的电压、电流和温度等参数,同时还有均衡等功能。当CMU测量到这些数据后,将数据通过前面讲到的电池“神经网络”传送给BMU。
BMU:Battery Management Unit电池管理单元。负责评估CMU传送的数据,如果数据异常,则对电池进行保护,发出降低电流的要求,或者切断充放电通路,以避免电池超出许可的使用条件,同时还对电池的电量、温度进行管理。
锂电池制造设备一般为前段设备、中段设备、后段设备三种,其设备精度和自动化水平将会直接影响产品的生产效率和一致性。虽然电芯及模组种类不同,但是PACK的组成和工艺流程基本上是一样的,主要分为装配工艺、气密性检测工艺、软件编写工艺、电性能检测工艺等。
在pack生产线中,前中段的自动化程度要高于后半段,自动化的工位基本上为下壳体自动上线、模组自动上线入壳体、模组固定拧紧、上盖上线及拧紧、自动涂A/B导热胶、自动涂密封胶、成品下线等。
来源:锂电那些事