電池模組與PACK介紹

電池模組與PACK介紹2023/3/9Prepare：ZhangXiongCATLConfidential動力電芯的形態(tài)2023/3/9方形電芯（鋼殼/鋁殼電芯）方形電芯（塑料殼電芯）軟包電芯圓柱電芯CATLConfidential方形動力電芯成組2023/3/9寶馬I3CATLConfidential軟包動力電芯成組2023/3/9豐田LeafCATLConfidential軟包動力電芯成組2023/3/9CATLConfidential圓柱動力電芯成組2023/3/9CATLConfidential動力電芯成組2023/3/9Tesla18650模組CATLConfidential電池箱12023/3/9CATLConfidential電池箱22023/3/9依維柯A42CATLConfidential2023/3/9電池箱3CATLConfidential特斯拉電池箱2023/3/9CATLConfidential方形模組爆炸圖2023/3/9側(cè)板上蓋下支架上支架上塑料支架下塑料支架側(cè)板鋁片銅片軟包模組爆炸圖2023/3/9鎳片電池支架塑料柱電池支架鎳片PC片12023/3/9CATLConfidential栓接與焊接螺栓連接：1.連接簡單方便，成本低2.裝拆方便，利于檢修對螺栓連接的要求：1.表面光潔度2.一定的預緊力3.表面需要做鍍層

缺點：1.表面容易造成腐蝕2.受到預緊力，表面質(zhì)量的關(guān)系，接觸電阻不穩(wěn)定3.震動后容易造成螺栓松動，接觸電阻增大

焊接：1.一致性好，接觸電阻低2.由于接觸面封閉，不易氧化，接觸電阻穩(wěn)定

缺點：1.設(shè)備成本高，前期投入高2.整體焊接成型，拆裝不方便接觸電阻：對導體間呈現(xiàn)的電阻稱為接觸電阻。

1)集中電阻電流通過實際接觸面時，由于電流線收縮（或稱集中）顯示出來的電阻。2)膜層電阻由于接觸表面膜層及其他污染物所構(gòu)成的膜層電阻。影響接觸電阻的因素：1)接觸件材料2)正壓力3)表面狀態(tài)4)使用電壓5)電流不同材質(zhì)的接頭接觸表面的微電池腐蝕效應。有關(guān)試驗文獻資料表明，銅的標準電勢為+0.34V．鋁的標準電勢為-1.28V，銅鋁之間的電勢差為+1.62V。2023/3/9CATLConfidential電阻點焊接與激光焊電池點焊機電阻焊：工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。

激光焊：利用激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。電池激光焊機2023/3/9CATLConfidential電阻點焊接與激光焊電阻點焊機的優(yōu)點：

1、生產(chǎn)成本低，不需要其他的耗材。

2、焊接時間短，成型較快。

電阻對焊機的缺點：

1、焊接的過程中會產(chǎn)生大量的電火花，安全性不高、需要對其進行隔離。

2、由于焊接過程中需要隔離，所以不能近距離的觀察整個焊接過程，工藝的可控性低。

3、設(shè)備的自動化程度高，因此設(shè)備的成本高、維護成本高。

激光焊接機的優(yōu)點：

1、熱影響小，由于激光高度凝聚成了極小的斑點，所以它的熱影響小，焊接后基本上不會影響工件原有的性能。

2、節(jié)能環(huán)保、有利于保持工作場所的潔凈和保護操作員的身體健康。

3、生產(chǎn)成本低，只需要在激光器充一次氣，就可以用好久。

4、可調(diào)節(jié)光點，能夠?qū)崿F(xiàn)精準焊接。

5、電光轉(zhuǎn)化率高，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。

6、焊接速度快，是傳統(tǒng)焊接設(shè)備的幾倍。

7、可近距離觀察，產(chǎn)品工藝的可控性強。

8、焊接面平整、結(jié)合力強、焊接深、焊縫狹小。激光焊接機的缺點：

（1）焊件位置需非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內(nèi)。

（2）焊件需使用夾治具時，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對準。

（3）最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過19mm的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接。

（4）高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。

（5）當進行中能量至高能量的激光束焊接時，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除，以確保焊道的再出現(xiàn)。

（6）能量轉(zhuǎn)換效率太低，通常低于10%。

（7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。

（8）設(shè)備昂貴。2023/3/9CATLConfidential超聲波焊接原理：超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實現(xiàn)的一種固態(tài)焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接．超聲波金屬焊接優(yōu)點：1）、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。2）、焊接后導電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零。3）、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。4）、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。5）、焊接無火花，環(huán)保安全。適用產(chǎn)品1）、鎳氫電池鎳氫電池鎳網(wǎng)與鎳片互熔與鎳片互熔。2）、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。3）、電線互熔，偏結(jié)成一條與多條互熔。4）、電線與各種電子元件、接點、連接器互熔。5）、各種家電用品、汽車用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。6）、電磁開關(guān)、無熔絲開關(guān)等大電流接點，異種金屬片的互熔。7）、金屬管的封尾、切斷可水、氣密。2023/3/9CATLConfidential電池熱管理系統(tǒng)研究的意義及現(xiàn)狀

動力電池的成本、性能、壽命在很大程度上決定了HEV的成本和可靠性；電池的溫度和溫度場的均勻性對蓄電池的性能和壽命有很大的影響。因此：進行電池散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與散熱性能的預測，對提高混合動力汽車及動力電池的成熟度和可靠性具有重要的現(xiàn)實意義。2023/3/9CATLConfidential電池熱管理1）沒有熱管理系統(tǒng)，也就是不刻意讓電池散熱，采用自然降溫的方式，比如Leaf電動車。2）采用風冷：主要有通過電池包內(nèi)循環(huán)降溫散熱和通過外部風扇通風降溫，其中前者占絕大部分，后者比較少。3）水冷或者別的液體介質(zhì)降溫1.水冷系統(tǒng)：通過水泵將吸收熱量后的液體抽到外部散熱后再導回到內(nèi)部2.風冷系統(tǒng)：通過溫度監(jiān)測點的溫度實時調(diào)節(jié)風扇的轉(zhuǎn)速由水泵、散熱器、冷卻風扇、節(jié)溫器、補償水桶、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套以及其他附屬裝置等組成。2023/3/9CATLConfidential電池熱管理

A樣電池包優(yōu)化方案一（改變傾斜角度和電池的間距）

取上下層電池傾斜角度為3.5度，兩排電池的距離為30mm；極限工況最大溫差為9.5℃;變工況的溫差為14.3℃2023/3/9CATLConfidential

A樣電池包優(yōu)化方案二（電池位置不動，添加擋板）

電池的位置不動，通過增加圓弧形的導流板、長條形的引流板以及菱形的引流板，減少了前部電池的熱交換面積，為后部電池增加了冷卻風量，極限工況溫差11.6℃。變工況溫差5.83℃。電池熱管理2023/3/9CATLConfidential電池熱管理通過在電池表面增加不同厚度熱阻，改變了電池和空氣換熱熱阻，電池組的溫度均勻性有了很大的改善。在極限工況溫差5.7℃，變工況溫差2.83℃。

A樣電池包優(yōu)化方案三（給電池包熱阻）附錄資料：不需要的可以自行刪除節(jié)能與新能源汽車

--純電動汽車目錄1概述2新能源汽車現(xiàn)狀

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純電動汽車技術(shù)原理及優(yōu)勢4純電動汽車商業(yè)模式簡介5遠期展望概述基本概念以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合利用各種技術(shù)降低油耗的叫節(jié)能汽車。

“新能源汽車”是指采用新型動力系統(tǒng)，使用非石油燃料的汽車。規(guī)劃中的新能源汽車主要是指純電動汽車、插電式混合動力汽車、燃料電池汽車。純電動汽車是以電池為儲能單元，以電動機為驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。純電動汽車的特點：結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟。新能源汽車現(xiàn)狀國外政策世界各國普遍將發(fā)展電動汽車確立為節(jié)能減排的重要途徑和政府戰(zhàn)略性計劃，出臺各類發(fā)展鼓勵政策和行動計劃。序號國家/區(qū)域鼓勵政策行動計劃1美國《2001年美國未來能源保證法案》《美國新的綜合性能源計劃》《美國下一代電動汽車協(xié)議》未來10年投入10億美元，至2015年普及100萬輛插電式混合動力汽車2歐盟歐洲汽車制造商協(xié)會《2010稅收導則》，除意大利和盧森堡，所有西歐國家出臺了對電動車的減稅、免稅或補貼政策奧地利：25萬輛推廣計劃丹麥：2020年，電動汽車占新售車輛1/10西班牙：2014年普及100萬輛3德國《國家電動車發(fā)展計劃》，2009-2012年投入5億歐元用于純電動和插電式混合動力汽車的研發(fā)產(chǎn)業(yè)化到2020年、2030年分別普及100萬輛和500萬輛純電動汽車和插電式混合動力汽車4法國《新車置換金》《法國清潔汽車購買獎勵體系》2015年推廣電動汽車10萬輛5英國《私人購買新能源汽車補貼細則》低碳汽車示范運行與研發(fā)資助政策2015年推廣電動汽車24萬輛6日本《下一代汽車的補助金制度》《日本電動汽車購買補助手冊》到2020年普及以電動汽車為主體的“下一代汽車”達到1350萬輛新能源汽車現(xiàn)狀電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃 形成“三橫三縱三大平臺”（三縱：混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車；三橫：電池、電機、電控;三大平臺：標準檢測、能源供給、集成

示范戰(zhàn)略重點與任務布局）

國內(nèi)政策新能源汽車已經(jīng)成為我國七大戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)之一《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020）》

汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向——純電驅(qū)動當前重點推進——純電動汽車和混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化推廣普及：非插電式混合動力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機汽車

新能源汽車現(xiàn)狀國內(nèi)發(fā)展狀況經(jīng)過多年的醞釀，國內(nèi)純電動汽車日趨成熟，有多款電動車已取得國家公告吉利熊貓EK電動汽車系列動力源：鉛酸電池最高車速：80km/h北汽福田迷迪純電動轎車動力源：鋰電池組續(xù)航：100—150公里

東風風神，EJ02純電動汽車動力源：磷酸鐵鋰電池，電機類型：風神采用永磁同步電機長安奔奔MINI純電動汽車動力源：磷酸鐵鋰電池組電機類型：永磁直流無刷電機

比亞迪E6純電動汽車動力源：鐵電池續(xù)航：200—300公里

眾泰2008EV純電動汽車動力源：鋰離子電池續(xù)航：300公里純電動汽車純電動汽車技術(shù)原理分類和領(lǐng)域分類領(lǐng)域整車共性技術(shù)

整車和系統(tǒng)集成網(wǎng)絡通訊和控制技術(shù)強電安全技術(shù)電磁兼容性技術(shù)整車輕量化技術(shù)整車匹配標定和試驗技術(shù)系統(tǒng)標定和優(yōu)化技術(shù)智能感應及顯示技術(shù)故障診斷和容錯控制技術(shù)熱管理技術(shù)純電動汽車核心技術(shù)分類領(lǐng)域控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)電制動技術(shù)安全技術(shù)控制軟件開發(fā)仿真系統(tǒng)設(shè)計診斷技術(shù)車用驅(qū)動電機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)驅(qū)動電機及其控制技術(shù)系統(tǒng)集成系統(tǒng)熱管理位置/轉(zhuǎn)速傳感器高性能絕緣材料高性能永磁材料電力電子元器件IGBT車用動力電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

動力電池及成組技術(shù)系統(tǒng)集成電池管理系統(tǒng)正負極材料鋰離子電池隔膜純電動汽車核心技術(shù)分類領(lǐng)域電動輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)電空調(diào)電轉(zhuǎn)向電制動電動汽車的主要組成和核心部件“三大件”驅(qū)動系統(tǒng)電動汽車的心臟驅(qū)動系統(tǒng)的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池中。實現(xiàn)一種“再生”效應。驅(qū)動系統(tǒng)包括：電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機、機械傳動裝置和驅(qū)動車輪等。常用的驅(qū)動電機：

1、直流有刷電動機、

2、交流感應電動機、

3、開關(guān)磁阻電動機、

4、無刷直流電動機及永磁同步電機控制系統(tǒng)對驅(qū)動機的控制

主要功能是根據(jù)駕駛員的操作和當前的工況，在保證安全和動力性要求的前提下選擇盡可能優(yōu)化的工作模式。動力源電池管理系統(tǒng)電池組鋰離子電池鉛酸蓄電池鎳氫蓄電池鎳鎘蓄電池鈉硫蓄電池重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應、使用壽命長；它是一種真正的綠色節(jié)能環(huán)保電池可靠性好、原材料易得，價格便宜；性能差，使用壽命短屬于堿性電池，循環(huán)使用壽命較長，無記憶效應，但價格較高可快速充電，循環(huán)使用壽命較長，價格貴，容易造成環(huán)境污染能量轉(zhuǎn)換率高，零污染，可大電流、高功率放電。電動汽車的優(yōu)點節(jié)能環(huán)保-最突出的優(yōu)點：電動汽車所采用的電能來源比較廣，火電、核電、風力發(fā)電、水力發(fā)電以及太陽能發(fā)電等等。對環(huán)境的污染較小，并且節(jié)約石油資源減速停車時，可以將車輛的動能通過磁電效應“再生”地