鋰離子電池組主要有兩種意義,第一種是鋰離子電池組的加工組裝,第二種類似客製化加工組裝,現在基本電池組的意義就是第二種。

鋰離子電池組

鋰離子電池組主要將電芯、電池PCB、電池連接片、標籤紙等組合在一起,經過電池組組裝工序加工成客戶想要的產品。

鋰離子電池組現在主要集中在鋰離子電池組工廠,像友輝這樣的鋰離子電池組供應商都有自己的pack結構設計、pack電子設計、pack生產車間,可以根據客戶需求進行自主開發設計。

客製化鋰電池組的基本流程是,電池規格和樣品符合客戶客製化鋰離子電池需求並確認後,由pack車間的pack生產線進行生產加工,並透過質檢後出貨交付給客戶。

第一部分 什麼是鋰離子電池組?

首先,我們需要了解鋰電池單元、電池模組和電池組之間的一般差異。

如何區分電池單元、電池模組和電池組?

電芯:電芯是組成電池組和電池包最關鍵的元件,一般可以提供的電壓在3v-4v之間;
電池模組:多個電芯的集合,形成一個單一的實體模組,提供更高的電壓和容量;
電池包:一般由多個電池模組組成,也增加了電池管理系統(BMS),也就是電源供應商提供給使用者的最終產品。

作為鋰離子電池組的核心零件,電芯目前依外觀主要分為三類:方殼電芯、圓柱電芯鋰聚合物電芯。電芯的正負極以不同的方式封裝在對應的殼體內。

第二部分 鋰離子電池組內部有什麼?

鋰離子電池組主要包括電池模組、機械系統、電氣系統、熱管理系統、BMS等。

1.電池模組

如果把鋰離子電池組比喻為人體,電池模組就是“心臟”,負責儲存和釋放能量給電子設備供電。

2.機構系統

主要由電池組上蓋、托盤、各種金屬支架、端板、螺栓等組成,可視為電池組的“骨架”,起到支撐、抗機械衝擊、抗機械振動、環境保護(防水防塵)等作用。

3.電氣系統

主要包括高壓跳線或高壓線束、低壓線束、繼電器等,高壓跳線可以看作是鋰離子電池組的“大動脈”,將動力電池系統心臟的電能源源不斷地輸送到各個需要的部件上。低壓線束可以看作是電池組的“神經網路”,即時傳輸檢測和控制訊號。

4.熱管理系統

熱管理系統主要有風冷、水冷、液冷、相變材料四大類,以水冷系統為例,熱管理系統主要由冷卻板、水管、隔熱層、導熱墊等組成,熱管理系統相當於在鋰離子電池組上裝了一台空調。

5.BMS

電池管理系統可以看作是電池的“大腦”,主要由CMU和BMU組成。

CMU:電池監測單元,負責測量電池電壓、電流、溫度等參數,也具備均衡等功能。當CMU測量到這些數據後,透過前面提到的電池「神經網路」傳送給BMU。

BMU:電池管理單元,負責對CMU傳輸的資料進行評估。若資料異常,則對電池進行保護,發出降低電流的請求或切斷充放電路徑,防止電池超出允許的使用條件。同時,也對電池電量和溫度進行管理。根據先前設計的控制策略,確定需要警告的參數和狀態,並將警告發送給設備控制器,最終傳達給設備使用者。

第三部分 電池組組裝過程:如何組裝鋰離子電池組?

1. 電芯選型與配組

分選配組是鋰離子電池組製造的第一步,這一環節就像選拔運動員一樣,選擇性能相近的電芯為後續的組裝工作打下基礎。透過嚴格的測試,包括電芯容量、內阻、開路電壓等多項指標,對電芯進行細緻的分類和分組,確保每組電芯的性能盡可能一致。

2. 電芯組裝與焊接

此外,電芯組裝與焊接環節將電芯與保護電路模組(PCM)或電池管理系統(BMS)緊密結合。在這個過程中,自動化設備和熟練工人的配合至關重要,他們利用先進的夾具和焊接設備,將電芯精準地固定在指定的位置,並透過精密的焊接技術將各個部件牢固地連接在一起。就這樣,一個初具規模的電池組就出現在我們眼前。

3. 電池絕緣與測試

然而,鋰離子電池組製造過程仍在持續。半成品鋰電池組的絕緣和測試緊隨其後,以確保電池組的安全性。

工人用絕緣材料仔細包裹電壓採集線和電線,以確保鋰電池組在運作過程中不會發生短路或其他安全事故。

同時,嚴格的測試過程是對電池組性能的全面檢查,包括充放電測試、內阻測試、容量測試等多項內容。只有通過這些測試的電池組才能進入下一步。

4.包裝

在鋰離子電池組的包裝過程中,電池組被賦予了更美觀、實用的外觀。根據設計要求,電池組被包裹在精美的包裝材料中,不僅提升了產品的整體形象,還增加了其耐用性和便攜性。同時,合理的包裝設計也能確保電池組在運輸和使用過程中的安全性。

整個鋰電池組的測試、包裝和運輸過程為鋰離子電池組的製造畫上了圓滿的句號。在此階段,電池組將接受最終的全面檢查,以確保其性能符合客戶要求和安全標準。然後,它們被整齊地裝進紙箱或木架中,準備啟程前往客戶。

第四部分 總結

簡而言之,電池組製造是一個完全依靠技術和智慧的過程。從分類、組裝到包裝和運輸,每一步都凝聚著工人的辛勤工作和汗水。這些精細的工藝和嚴格的品質控製造就了性能卓越、安全可靠的鋰離子電池組,為我們的生活提供穩定的力量。