鋰離子電池PACK技術(shù)在儲(chǔ)能行業(yè)中扮演著重要角色。它是通過(guò)將多個(gè)鋰離子單體電芯組通過(guò)并串聯(lián)的方式連接而成的電池模組,同時(shí)考慮到系統(tǒng)機(jī)械強(qiáng)度、熱管理、BMS匹配等問(wèn)題。其組成主要包括單體電池模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和BMS等部分。
1.定義
鋰離子電池電池PACK又稱電池模組是一種鋰離子電池的制作工藝,是包裝、封裝、裝配的意思,是指將多個(gè)鋰離子單體電芯組通過(guò)并串聯(lián)的方式連接而成,并考慮系統(tǒng)機(jī)械強(qiáng)度、熱管理、BMS 匹配等問(wèn)題。其重要的技術(shù)體現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接和加工工藝控制、防護(hù)等級(jí)、主動(dòng)熱管理系統(tǒng)等。如將2個(gè)電池串或并聯(lián)聯(lián)起來(lái),按照客戶要求組成某一特定形狀,就叫它PACK。
2.鋰電池電池PACK的組成?
電池PACK組成重要包括單體電池模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和BMS幾個(gè)部分。
電池模塊:
如果把電池PACK比作一個(gè)人體,那么模塊就是“心臟”,負(fù)責(zé)電能的儲(chǔ)存和釋放。
電氣系統(tǒng):
主要由連接銅排片、高壓線束、低壓線束以及電氣保證器件等器件組成。
高壓線束可以看作是電池PACK的“大動(dòng)脈血管”,將電池電能不斷輸送給末端負(fù)載,低壓線束則可以看作電池PACK的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,實(shí)時(shí)傳輸檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。
熱管理系統(tǒng):
熱管理系統(tǒng)主要有:風(fēng)冷、液冷兩種方式,而液冷可分為冷板式液冷和浸沉式液冷。熱管理系統(tǒng)相當(dāng)于是給電池PACK裝了一個(gè)空調(diào)。
風(fēng)冷系統(tǒng)存在多種組裝型,核心部件主要為壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、換熱器等
電池在放電模式會(huì)產(chǎn)生熱量,為確保電池在一個(gè)合理的環(huán)境溫度下工作,提升電池循環(huán)壽命,一般要求系統(tǒng)溫差≤5℃。
箱體:
主要由箱體、箱體蓋板、金屬支架、面板以及固定螺釘組成,可以看作是電池PACK的“骨骼”,起到支撐、抗機(jī)械沖擊、機(jī)械振動(dòng)和環(huán)境保護(hù)的作用。
BMS:
Battery management system 電池管理系統(tǒng),可以看作是電池的“大腦”。主要負(fù)責(zé)測(cè)量電池的電壓、電流和溫度等參數(shù),同時(shí)還有均衡等功能??蓪?shù)據(jù)傳送給MES。
?3.電池PACK的特點(diǎn)?
- PACK鋰電池包要求電池具有高度的一致性(容量、內(nèi)阻、電壓、放電曲線、壽命)。
- 電池包PACK的循環(huán)壽命低于單只電池的循環(huán)壽命。
- 在限定的條件下使用(包括充電、放電電流,充電方式,溫度等)
- 鋰電池包PACK成型后電池電壓及容量?有很大提高,必須加以保護(hù),對(duì)其進(jìn)行充電均衡、溫度、電壓及過(guò)流監(jiān)測(cè)。
- ?電池PACK必須達(dá)到設(shè)計(jì)需要的電壓、容量要求。
4.PACK的方法?
- 串并組成:電池模組由單體電芯通過(guò)并串聯(lián)而成。并聯(lián)增加容量,電壓不變,串聯(lián)后電壓倍增,容量不變。比如:電壓為3.2V的電芯,15個(gè)串聯(lián)起來(lái),就是48V,這就是串聯(lián)升壓。比如:容量為50Ah的電芯,兩個(gè)并聯(lián)起來(lái),就有100Ah,這就是并聯(lián)擴(kuò)容。
- 電芯要求:根據(jù)自己設(shè)計(jì)要求選取對(duì)應(yīng)電芯,并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類一致、型號(hào)一致,容量、內(nèi)阻、電壓值差異不大于2%。不管是軟包裝電池還是圓柱電池,都需要多串組合。
? PACK的工藝:電池的PACK通過(guò)二種方式實(shí)現(xiàn),一是通過(guò)激光焊接或超聲波焊接或脈沖焊接,這是常用的焊接方法,優(yōu)點(diǎn)是可靠性較好,但不易更換。
脈沖激光器二是通過(guò)彈性金屬片接觸,優(yōu)點(diǎn)是不需焊接,電池更換容易,缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致接觸不良。 綜合考慮生產(chǎn)良率、效率及連接點(diǎn)的內(nèi)阻,目前激光焊接已經(jīng)是很多電池廠商的首選。5.如何看懂電池PACK技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目名稱 | 參數(shù)指標(biāo) |
組合方式 | 1P24S |
額定容量 | 280Ah |
額定電壓 | 76.8V |
額定能量 | 21.504kWh |
最大倍率 | 0.5CP |
重量 | 138±3kg |
組合方式:1P24S
S代表串聯(lián)電芯,P代表并聯(lián)電芯,1P24S表示:24串1并。串聯(lián)后電壓倍增,額定電壓為3.2*24=76.8V。
額定容量:280Ah
電池額定容量是指電池在額定工作條件下能長(zhǎng)期持續(xù)工作的容量。電池的額定容量C,單位安時(shí)(Ah),它是放電電流安(A)和放電時(shí)間小時(shí)(h)的乘積。所以280Ah表示以最大倍率0.5C的電流放電,可持續(xù)放2h。
額定能量:21.504kWh
額定能量(Wh)=標(biāo)稱容量(Ah)*標(biāo)稱電壓(V),所以一塊電池能夠放出的總能量是和容量、電壓都有關(guān)的。