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动力电池PACK组件结构|储能热管理院.储能CCS

特普生科技 储能热管理研究院 2023-03-22 12 982

“说清楚动力电池PACK组件结构,是新能源车热管理的基本功。储能热管理研究院,是国内第一家专栏打造储能CCS产品技术应用的团队。”

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PACK是包装、封装、装配的意思,其工序分为加工、组装、包装三大部分。从锂电池单体电芯到自动化模组再到PACK生产线的整个过程中,组装线的自动化程度是决定产品质量与生产效率的重要因素。

为了更直观的了解电池PACK,以奥迪A3 Sportback-etron混合动力车的PACK为例。


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目前,汽车用动力电池基本上由以下5个系统组成:

1)动力电池模块

2)结构系统

3)电气系统

4)热管理系统

5)BMS

新能源汽车的电池PACK由以下部分构成:

1)动力电池模块系统

这是电池PACK的“心脏”,负责储存和释放能量,为汽车提供动力。锂电池模组是由几颗到数百颗电池芯经由并联及串联所组成的多个模组,除了机构设计部分,再加上电池管理系统和热管理系统就可组成一个较完整的锂电池包系统。

2)结构系统

这是电池PACK的“骨骼”,结构系统主要由电池PACK上盖、端板、托盘、各种金属支架和螺栓组成,能够起到支撑、抗机械冲击、机械振动以及有环境保护(比如防水防尘)的作用。

3)电气系统

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,这可以看作是电池PACK的“大动脉”,将动力电池系统即“心脏”的动力不断输送到各需要的部件中。

低压线束,是电池PACK的“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。


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4)热管理系统

热管理系统有四类: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,让电池处于一个合理的工作温度范围内,以提高电池的寿命和可靠性。

5)BMS

是电池的“大脑”,由CMU和BMU组成。

CMU 

单体监控单元(Cell monitor Unit),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。(上图的模组图片右端的绿色电路板即CMU)。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

电池管理单元(Battery management Unit)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。根据先前设计的控制策略,判断需要警示的参数和状态,并且将警示发给整车控制器,最终传达给驾驶人员。


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M-BOM来源于E-BOM,但是不等同于E-BOM,EBOM和MBOM 两者的区别:

1)E-BOM 

工程零件清单(Engineer-Bill of material ),主要是产品设计部门将总成做成爆炸图,且炸到零件的最小层级,然后将子零件进行分类后逐一编制零件号,最后形成的一张清单。

2)M-BOM

制造零件清单(Manufacture-Bill of material ),主要是制造部门根据现场的总成装配情况,确定需要哪些实物零件,将实物零件进行汇总,形成的一张清单。

总而言之,E-BOM关注的是产品设计结构中的零件,而M-BOM关注的是制造现场的实物。


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新能源汽车动力电池PACK市场情况简析

目前,电芯制造企业,整车制造企业和第三方独立或合资的专业PACK公司是我国电池PACK技术实施的三类主体。


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具体到技术,电池管理系统的定制化开发技术、检测技术、热管理技术、电流控制、铝合金动力电池外箱铸造技术、模组拼装设计技术以及计算机虚拟开发技术等上面都需要几乎完美的协调和操作,这部分目前协作的深度和广度依旧有待加强。


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特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

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