电车用电池包生产过程

2024-05-07 10:20:32·  来源:锂电搬运工
 

 目前新能源电动车已经占据了新车销售的半壁江山,并且未来有全面替代燃油车的趋势。新能源电动车主要分为混动和纯电两种车型,混动车型电池带电量少,一般只有几度到十几度电,纯电款电池包一般带电几十度电,如装一个大型充电宝在车上供车子提供动力使用。


不管是纯电或者是混动车型用的电池包的组装手法基本类似,不过会因为所用的电芯不同有所区别,下面就拿传统的VDA电池包举例,讲述下电池包的生产过程,一般电池包生产包含安装测试两个方面,安装即将各种零配件组装在一起,包括电池的供电回路系统,冷却系统,电池管理单元系统等。测试即检测安装好的电池各种性能是否合格,包括绝缘,能量,防水性等。

      

下面我们就将结合动图的形式详细阐述电池包的生产过程。


1  导热垫、水管安装



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导热垫和水管为电池包冷却系统的一部分,目前动图采用结构主要为方形电池模组组成的电池包。也可以将冷却板作为一个整体,释放电池包内腔空间,导热垫换为导热结构件或导热凝胶,以进一步提高导热性能和降低产品成本。


2 模组安装



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模组安装即是将已经将电芯组装好的小模组组装放置在电池包的特定位置,一般下方已经涂好了导热胶或导热垫。再使用螺丝对模组进行紧固。如动图所示就为典型的VDA模组安装,也是国内使用比较多的一种结构。目前国内也很多在采用胶接技术,即模组上下均采用胶水固定或者灌注发泡胶,如特斯拉的电池包。


3 水冷系统气密性检测


通过加压、保压检测水冷系统气密性。用来确保冷却系统不会有漏水的情况,进一步保证在车辆运行过程中,冷却系统的水不会到电池包内,引起电池包的漏电,保护乘员安全。


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4  高低压线束安装


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高低压线束安装指的是提供汽车动力的流通大电流的铝排(电压一般为300~700V)安装和采集电池电压,温度等方面信息的低压(12V或者24V)通讯线束、管理单元的安装。高压铝铜排(或者是铜电缆)是串联电池包的各个模组,行程回路后通过控制单元向外供电,乘用车(我们自家的小轿车)一般是集成在电池包内部,商用车如大包的电池包或者模组是多个电池包,一般是通过外接电缆,将电能集中到专门的控制盒后再统一供给车辆使用。       低压控制单元包括采集线束和控制单元两部分,采集线束是将各个模组的电压温度信息并将这个信息通过线束的形式传递给BMS。


高压绝缘测试


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高压绝缘测试实测电池回路与电池壳体间的绝缘值,以确保乘员不会触电。


6 阻燃隔热防护层安装


随着目前国家对汽车电池的安全的越来越重视,和纯电动汽车使用范围区域越来越多,在电池包外围一般会粘贴用来阻燃隔热的防护层,材质有硅胶或者是发泡材料。一般防护区域为电池包的外立面,在底侧一般采用钢护板外加涂层,与电芯间使用MPP发泡板隔开,MPP板主要起到缓冲和填充间隙使用。


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7 上盖安装



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电池包上盖一般是使用钢护板,也可使用其他材质。上盖与托盘之间目前一般使用螺丝固定,也有厂家使用铆接进行固定,如BBA汽车。中间使用发泡硅胶做密封条,以确保电池的密封性,对于一些无返修必要的电池包,也可以使用结构胶直接填充间隙,以确保电池包气密性。


8 Pack气密性检测


气密性检测主要测试电池包的防水防尘性能,确保电池包在涉水的时候不会进水,一般采用充气法进行测试,所使用标准为IP67或更严格的标准。


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9 EOL下线测试


EOL测试主要测试电池包的耐压,绝缘等性能,功能是测试电池包有无漏电,装在车上,成员是否会有触电风险。当然还有其他的一些功能性测试。

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10 一个安全可靠的动力电池诞生了


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有哪些巧妙的结构设计


1 电池管理系统BMS


电池管理单元即为电池包的管家,他会采集电池包的各种电压和温度信息,对相关数据进行整理,并反馈给整车系统。同时BMS根据整车的需求和充电时的插枪信号,控制BDU(高压继电系统)以实现电池包的高压回路的通断。


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阻燃隔热防护层


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隔热防护层并不是所有电池包的必须,根据使用区域的不同,有不同的设计。由于电池包目前所有的外壳都是钢或者铝材制备,均为电的良导体,所以在电池托盘的内侧一般会贴各种的防护层,如高温绝缘胶带或者云母进行电气隔离,同时起具有良好的耐高温性能也可以对热失控也有良好的防护作用。


目前气凝胶因其良好的隔热效果也被各电池制造商广泛使用。


3 热管理系统


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热管理系统顾名思义对于电池包温度的管理系统,即包括冷却系统,也包括加热系统。冷却系统包括水管,冷板,导热胶(或导热片)。加热系统包括加热片(内含电阻),PTC控制器。或者直接采用冷却系统,使用加热后的冷却液对电芯进行加热。电池包在充放电产热主要是来自于电芯的内阻,按照欧姆定律,电流越大,产生的热量越多,所以对于快充型的车辆,其对电池内阻要求更高,如特斯拉的快充。当然在降低电芯内阻的同时,也可以通过冷却系统将热量带走,即电芯通过导热胶(也可以是导热垫)将热量传递给冷板,冷板内部的冷却液再将热量带走。对于欧洲或我国北方,冬季低温就可能使锂电池的蓄电能力极速下降,此时就需要将电池进行加热,以提高电芯对外放电能力,此时一般会采用加热片布置在电芯周围。


4 高压线束


高压线束是实现电气化架构的必要组成部分。它可以实现模组串联或并联,使得模组和电池包设计和布置有更高灵活性。与EDM中继电器配合,还可以实现根据需求切换电池包电压平台


5 一体化铸造成型


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