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想要了解PACK电池模组用其激光焊接工艺相关知识就进来看看吧

想要了解PACK电池模组用其激光焊接工艺相关知识就进来看看吧

分类:
行业资讯
作者:
新华鹏激光设备
2019-12-16

锂电池由于拥有能量密度高,电压高,环保,寿命长,回收处理简单以及可以实现快充电的诸多优点,在数码家电,动力工具,储能机构等行业得到广泛的应用,特别是近年来新能源汽车的发展,其贡献力度更是空前旺盛,随着传统能源危机以及环保等诸多问题的出现,发展新能源成为势在必行的项目,而电池,特别是应用于汽车行业的动力电池技术产品,其发展空间巨大,是国家政策鼓励支持发展的重要战略之一。
下边就由新华鹏激光群带你一起学习一下关于PACK电池包基础!
一、PACK电池包的分类
1、PACK(电池包)是什么,其组成及类型又有哪此?
电池包的种类有很多,从其组成PACK电池包的电芯类型来看,有圆柱电池PACK电池包,有软包电池PACK,方形铝壳电池PACK,但从其组成部分来看,电池PACK是由电池单体(俗称电芯CELL),电池模组(Batteries),最后就成为电池包(pack)。
电池电芯:他是组成电池模组的基本单元,一般单个电芯电压介于3-4V之间,常见的是3.7V。
电池模组:电池模组就是由部分电芯组成的,几个电芯组成一个模组,目的防止整个电池PACK出现问题局限在于某一模组上面,而不影响其它模组的质量安全。
电池PACK:由电池模组组成,同时加入冷却系统,防防系统等,这就是成为动力电池等成品,可以直接供给用户使用。
PACK的组成分类
PACK的组成分类

电池包(PACK)与底盘集成
上面我们提到三大类电芯都有不同的特点,比如:软包电池规格较多,大小形状都可以实现定制,重量轻,大部分应用数码家电,部分己开始应用于动力电池PACK上;圆柱电池,一般做得多是18650圆柱电芯,其型号较少,拥有常用的行业规格,比如除了上面的型号外还有32650/26650/22650/17650等,但不管哪个厂家,都是这几个型号而己,不会像软包一样,出现一些特殊的尺寸形状,圆柱电池也是动力电池的重要组成部分,像特斯拉汽车等均使用此类电芯;最后就是方形大铝壳电芯,这个应用动力电池较早,目前市场拥有量较高,安全性较镐,容易焊接生产,容量较大。
圆柱卷绕
左-圆柱卷绕 中-方形卷绕 右-方形层叠
圆柱电芯,方壳电芯,软包电芯
左-圆柱电芯中-方壳电芯右-软包电芯
2、电池模组,它是怎么构成的。
上面提到的电池模组,它就是由电芯组成的,通过汇流牌(软连接片)进行不同的串并联,最后组成的,其材料较多,可以是镍片,铜,铜渡镍,铝渡镍等,不同材料,采用的连接方法可能不同,比如:如果是铜片的话,那么大体就采用螺丝锁紧,镍片的话传统就是电阻焊,超声波焊接,加丝焊,激光焊等,目前,比较可靠,应用量较多就是激光焊接,由于激光焊接焊接效率高,良品率也好,不但不会增加连接点的电阻,而接焊接更加牢固,己经在各大型电池厂商得到广泛应用,是提高电池PACK产品市场竞争力的重大装备。
圆柱模组,方壳模组,软包模组
左-圆柱模组 中-方壳模组 右-软包模组
3、电池PACK(电池包)
圆柱PACK方壳PACK
左-圆柱PACK 右-方壳PACK
软包PACK
图软包PACK
4、PACK电池包的组成是怎么样的呢?
主要包括电池模块、机构系统、电气系统、热管理系统和BMS几个部分。
电池模块:
PACK是核心就是电池模块,但没有其它部分支撑的话也成不作用,如果把PACK比做一个人,那么电池模块就是人的心脏,负责对能量的存储与输出。
机械系统:
为电池模块提供各类支架,起到支撑作用外,还可以防止外部机械冲力,振动以及外部环境其它影响,它方便对电池模块的建立与封装,好比人的骨架!
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。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”,将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中,低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。
热管理系统:
热管理系统主要有4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。
BMS:
Batterymanagementsystem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:CellmonitorUnit单体监控单元,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。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:BatterymanagementUnit电池管理单元。
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。
PACK电池包
PACK电池包爆炸图
5、工艺流程
电池PACK是新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能。作为新能源汽车的核心部件,其品质直接决定了整车性能。锂电池制造设备一般为前段设备、中段设备、后段设备三种,其设备精度和自动化水平将会直接影响产品的生产效率和一致性。
虽然电芯及模组种类不同,但是PACK的组成和工艺流程大体是一样的(并不是所有的厂商工艺流程一样)下图所示供参考。
图---PACK装配工艺流程
主要分为装配工艺、气密性检测工艺、软件编写工艺、电性能检测工艺等。
二、产线介绍
PACK装配过程中存在很多柔性线路及压装拧紧,要自动化的难度较高及投入产出比不高,所以后段设备的自动化程度相对于前段和中段会比较低,但是可兼容圆柱、方壳、及软包三种PACK电池包装配。
可能会要求自动化的工位:
1、下壳体自动上线
2、模组自动上线入壳体
3、模组固定拧紧
4、上盖上线及拧紧
5、自动涂A/B导热胶(根据工艺而定)
6、自动涂密封胶(根据工艺而定)
7、成品下线
另外有些会提出铜牌安装及螺丝拧紧、气密性测试、EOL测试也需要自动的方式,这种比较少,且稳定性较难保证。
后段PACK线量产设备的主要有两种运转类型:
1.AGV+装配台车:以往主要在车厂使用较多,现电池厂也慢慢在推此种模式。
AGV输送方式产线
AGV输送方式产线
AGV输送方式产线
AGV产线物流仿真模拟
2.输送线+托盘的模式:滚筒线/辊道摩擦线/倍数链输送线
输送线方式产线
输送线方式产线

左-倍数链右-摩擦辊道线
总结
以上就是锂电池包PACK的基础知识讲解。
随着动力电池行业的深入发展,电池技术会越来越越熟,越来越先进,特别是在高速充电,大容量存储,电池安全技术方面将会得到更好的发展,能够快速推动新能源汽车行业的发展,其技术涉及到众多学科,需要大量的工程应用去实践验证,所以车企如果想做好质量稳定可靠,安全级别较好的动力电池PACK,提高产品市场的竞争力度,就需要努力做好基础研究,才能更好对电池产品进行进行技术创新,优化升级。
【本文由“新华鹏激光设备”整理编写,仅供参考学习,不得转载/复制,如有侵权请告知删除/更改】

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