上期我们简单讲述了电芯的生产过程,但小小的电芯肯定无法为电动汽车提供动力,因此就需要把众多电芯整合起来,形成一种介于电芯单体与电池包中间的储能单元,这就是模组。
模组是一种模块化的电池组,通过将数量不等的电芯串并联,并集成多种功能的附件,最终才能为电动车提供动力。而当今市面上根据电芯样式不同,组成的模组结构也不同。
我们以方形电芯为例,我国很多电动车都是用这种电芯,这种电芯的重量和体积一般都比较大,制作工艺也相对复杂,良品率和一致性不如圆柱形电芯,但方形电芯的形状规整,外壳坚固,组装的工艺简单、效率比较高。在组装之前,首先要对电芯进行清理,确保不会有杂质附着,目前一般使用的是等离子清洁,具有无废液,清洁效率高等特点。完成清洁后,需要对表面进行涂胶,在起到固定作用的同时达到绝缘效果。经过检测,确认长度、压力等参数均符合要求后,需要对端板和侧板进行焊接,随后将线束隔离板装入模组中,最后通过激光焊接将极柱与连接片连接,实现电池串并联。
相比之下软包电芯没有外壳保护,尺寸灵活,成本也低,而且能量密度比方形和圆柱形电芯都高,但安全性却有不足,据韩国媒体曾经统计过电动汽车和其它锂电池的起火事故,其中软包电芯占了七成,LG,三星,SK等企业都榜上有名。而组装过程中,需要先将软包电芯,冷却板,框架壳体等堆叠组装成子模块,然后通过激光焊接技术,将极耳与连接片连接在一起,再装入壳体之中,而后再把子模块的极耳、采样板采样端子焊接到汇流排上,之后才可以像方形电芯一样安装端板和侧板。
而圆柱形电芯的优势在于散热性能好且工艺成熟,虽然也有外壳保护,但其形状难以直接进行固定,要把电芯插入下支架的电芯定位孔中,再加上体积小,能量密度低等原因,往往是几千个电芯密密麻麻组合在一起,有种密集恐惧症的感觉,知名厂商特斯拉用的就是这种电池。
在此过程中,为避免电芯装反,还需要对电芯极性进行检测,随后同样要先清洁电芯极柱,再把汇流排固定到模组上,与电芯极柱面焊接在一起,盖上绝缘板,通过测试后即可下线储存。但是正如之前所说,电池模组只是一种介于电芯单体与电池包中间的储能单元,其中包括支架在内的部件会占用宝贵的空间,迫使动力电池的体积和重量增加,也降低了动力电池的实际工作效率。
因此,省去电池模组,直接将电池集成在一起成为电池包的无模组技术逐渐成为新的发展方向,这就是CTP技术。
如今比亚迪、特斯拉、宁德时代、蜂巢能源等都在这一技术上取得了不小的成就,下一期就让我们走进无数电芯组成的最终形态,动力电池包。
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