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电芯、模组和Pack不同层级的并联

电源技术 | 发布时间:2018-09-28 | 人气: | #评论# | 本文关键字:电芯,模组
摘要:做大电芯,是一个比较危险的事情。因此随着未来的车型对于容量的需求,在工程上如何实现容量和能量的需求是个很好的问题。如下图所示,在类似方壳电芯上面,电芯的尺寸是根据容量的

做大电芯,是一个比较危险的事情。因此随着未来的车型对于容量的需求,在工程上如何实现容量和能量的需求是个很好的问题。如下图所示,在类似方壳电芯上面,电芯的尺寸是根据容量的诉求还有模组成组方式进行调整和升级,以求找到合适的点。现有的在材料上面没有大的突破,电芯的容量提升是在电池现有的尺寸上优化和改进,尽量提高电芯的空间的填充效率。

那么这个问题还是在我们这里,如果类似软包这个层面,只有60Ah,只能做96S,我们如何做到大容量接近80-90kWh左右的电池系统呢?

1) 电芯并联

这个在软包上比较好做,目前来看LG给出的几个模组方案,都是这么来做的。把4个电芯,在模组里面实现并联,然后如下所示,把电芯的极耳分别焊接在模组内的汇流排上。两端再引出接线柱铜排实现模组的级联。这个设计其实有一些限制的,模组不能做的很大。四个并联的电芯很紧密的靠在一起,然后每4片电芯,通过绝缘的泡棉进行隔离。整个金属吕克对它进行约束。

电芯在模组内实现4P3S

图2 电芯在模组内实现4P3S

2) 模组并联

模组并联的形式,从总体来看,在这样的车上能不能用还不得而知。如果去做模组的并联的话,把4P3S的改成2P6S,然后在模组层面进行并联连接。类似于BMW X1和蔚来ES8上的设计方案一样。这种模组设计的缺点其实还是挺明显的:

*模组是最小单元,使得整个组装里面变成了挑战,比起电芯到模组全自动化的处理,模组的母线排连接的自动化有限,比起Pack的次数和频率要高很多

*模组并联和Pack并联都需要一倍的电压监测通道,而且模组层面万一出现一些失效,比如电芯里面出现电芯旁路(里面有个熔丝顶针),模组容量没法保证不说,整个SOC的估算挺难的,而且还没有办法断开,只能依靠模组内设计特殊的熔丝

模组并联的案例

图3 模组并联的案例

3) Pack并联

这个之前是没有想到过的,但是Benz在它的EQC上面去做了这个事情。这个主要的考虑,还不是当前400V系统的有效布置,而是考虑短期内做400V,等时机成熟可以通过重新布局和改变,尽快能过渡到800V系统的电池设计。

奔驰EQC的软包模组设计

图4 奔驰EQC的软包模组设计

如下图所示,这里也存在一些困难的设计难点,比如:

*两个分离的独立电池系统需要把两根正极的线路连接起来,实际上如果大模组设计,其实很容易处理,然后把配电盒就近连接电池系统正负极

*由于要处理两个电池系统并联,双端出连接器,使得整个铜排的连接就充满了挑战,这个铜排的设计一点都不好看,操作层面还具有很大的工程挑战性


责任编辑:电芯、模组
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