锂离子电池组主要将电芯、电池PCB、电池连接片、标签纸等组合在一起,经过电池组组装工序加工成客户想要的产品。
锂离子电池组现在主要集中在锂离子电池组工厂,像友辉这样的锂离子电池组供应商都有自己的组结构设计、组电子设计、组生产车间,可以根据客户需求进行自主开发设计。
定制锂电池组的基本流程是电池规格、样品符合客户定制锂离子电池需求并确认后,由包装车间的pack产线进行生产加工,经品质检验合格后出货交付客户。
第 1 部分。什么是锂离子电池组?
首先,我们需要了解锂电池单元、电池模块和电池组之间的一般区别。
如何区分电池单体、电池模块、电池组?
电芯:电芯是组成电池组和电池包的最基本元件,一般它能提供的电压在3v-4v之间;
电池模块:多个电芯的集合,形成一个单一的物理模块,这样可以提供更高的电压和容量;
电池包:一般由多个电池模块组成,还增加了电池管理系统(BMS),也就是电源厂商提供给用户的最终产品。
电芯作为锂离子电池组的核心部件,目前按外观主要分为方壳电芯、圆柱电芯、锂聚合物电芯三大类,电池正负极通过不同的方式封装在相应的壳体内。
第 2 部分。锂离子电池组里面有什么?
锂离子电池组主要包括电池模块、机械系统、电气系统、热管理系统、BMS。
1.电池模块
如果把锂离子电池组比作人体,那么电池模块就是“心脏”,负责储存和释放电能,为电子设备供电。
2. 制度体系
主要由电池组上盖、托盘、各种金属支架、端板、螺栓等组成,可以看作是电池组的“骨架”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动、环境保护(防水防尘)等作用。
3. 电气系统
主要由高压跳线或高压线束、低压线束、继电器等组成。高压线束可以看作是锂离子电池组的“大动脉”,将动力电池系统心脏的电能源源不断地输送到各个需要的部件上。低压线束可以看作是电池组的“神经网络”,实时传输检测和控制信号。
4. 热管理系统
热管理系统主要有四大类: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、水管、导热绝缘层、导热垫等组成,热管理系统相当于在锂离子电池组上装了一台空调。
5. 房舍管理系统
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:电池监测单元,负责测量电池电压、电流、温度等参数,还兼具均衡等功能。当CMU测量完这些数据后,会通过前面提到的电池“神经网络”传输给BMU。
BMU:电池管理单元。负责对CMU传输的数据进行评估。若数据异常,则对电池进行保护,发出降低电流的请求或切断充放电路径,防止电池超出允许的使用条件。同时也对电池电量和温度进行管理。根据之前设计的控制策略,判断需要警告的参数和状态,并将警告发送给设备控制器,最终传达给设备使用者。
第 3 部分。电池组组装过程:如何构建锂离子电池组?
1.电池单体选择及配组
分类配组是锂离子电池组制造的第一步。这个环节就像选拔运动员一样,选择性能相近的电芯为后续的组装工作打下基础。通过严格的测试,包括电芯容量、内阻、开路电压等多项指标,对电芯进行细致的分类和分组,尽可能保证每组电芯的性能一致。
2. 电池单元组装与焊接
此外,电芯组装焊接环节将电芯与保护电路模块(PCM)或电池管理系统(BMS)紧密结合在一起。在这个过程中,自动化设备和熟练工人的配合至关重要。他们利用先进的工装夹具和焊接设备,将电芯精准地固定在指定位置,并通过精密的焊接技术将各个部件牢固地连接在一起。就这样,一个初具规模的电池组就出现在我们眼前。
3.电池绝缘及测试
然而,锂离子电池组的制造过程仍在继续。半成品锂电池组的绝缘和测试紧随其后,以确保电池组的安全性。
工人们将电压采集线、电线仔细地用绝缘材料包裹起来,确保锂电池组在运行过程中不会发生短路等安全事故。
同时,严格的测试流程是对电池组性能的全面检验,包括充放电测试、内阻测试、容量测试等多项内容,只有通过这些测试的电池组才能晋级到下一步。
4.包装
在锂离子电池组的包装过程中,赋予电池组更加美观实用的外观,根据设计要求,将电池组包裹在精美的包装材料中,不仅提升了产品的整体形象,也增加了产品的耐用性和便携性,同时,合理的包装设计还能保证电池组在运输和使用过程中的安全。
整个锂电池组测试、包装和运输过程为锂离子电池组的制造画上了圆满的句号。在此阶段,电池组将接受最终的全面检查,以确保其性能符合客户要求和安全标准。然后,它们被整齐地装进纸箱或木架,准备出发前往客户。
第 4 部分。摘要
总之,电池组制造是一个完全依靠技术和智慧的过程。从分拣、组装到包装、运输,每一个步骤都凝聚着工人的辛勤和汗水。这些精细的工艺和严格的质量控制造就了性能优异、安全可靠的锂离子电池组,为我们的生活提供稳定的力量。
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