储能电池PACK里都有啥？

来源：•作者：线束世界-Jimmy•2023-12-13 09:57

1 电池Pack是什么？

锂离子电池PACK又称电池模组，是一种锂离子电池的制作工艺，指将多个锂离子单体电芯组通过并串联的方式连接而成，并考虑系统机械强度、热管理、BMS 匹配等问题。

其重要的技术体现在整体结构设计、焊接和加工工艺控制、防护等级、主动热管理系统等。如将2个电池串联或并联起来，按照客户要求组成某一特定形状，就叫它PACK。

2 电池PACK的组成

电池PACK重要组成包括单体电池模块、电气系统、热管理系统、箱体、BMS这四个部分。

▷ 电池模块：如果把电池PACK比作一个人体，那么模块就是“心脏”，负责电能的储存和释放。

钛酸锂电池模块

▷ 电气系统：主要由连接铜排片、高压线束、低压线束以及电气保证器件等器件组成。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”，将电池电能不断输送给末端负载，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。

储能高压线束

▷ 热管理系统：热管理系统主要有风冷、液冷两种方式，而液冷可分为冷板式液冷和浸沉式液冷。热管理系统相当于是给电池PACK装了一个空调。电池在放电模式会产生热量，为确保电池在一个合理的环境温度下工作，提升电池循环寿命，一般要求系统温差≤5℃。

风冷系统存在多种组装型核心部件主要为压缩机、风机、换热器等

储能液冷温控系统示意

▷ 箱体：主要由箱体、箱体盖板、金属支架、面板以及固定螺钉组成，可以看作是电池PACK的“骨骼”，起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护的作用。

电池包箱体

▷ BMS：“Battery management system”的简写，即电池管理系统，可以比作电池的“大脑”。主要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。可将数据传送给MES。

比亚迪300A BMS 控制箱

钜威 BMS

3 电池PACK的特点

▷ PACK锂电池包要求电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)；

▷ 电池包PACK的循环寿命低于单只电池的循环寿命；

▷ 在限定的条件下使用(包括充电、放电电流，充电方式，温度等)；

▷ 锂电池包PACK成型后电池电压及容量‍有很大提高，必须加以保护，对其进行充电均衡、温度、电压及过流监测；

▷ 电池PACK必须达到设计需要的电压、容量要求。

4 PACK的方法

▷ 串并组成：电池模组由单体电芯通过并串联而成。并联增加容量，电压不变，串联后电压倍增，容量不变。

如：电压为3.2V的电芯，15个串联起来是48V，就是串联升压；

如：容量为50Ah的电芯，两个并联起来有100Ah，就是并联扩容。

▷ 电芯要求：根据自己设计要求选取对应电芯，并联及串联的电池要求种类一致、型号一致，容量、内阻、电压值差异不大于2%。不管是软包装电池还是圆柱电池，都需要多串组合。

▷ PACK的工艺：电池的PACK通过二种方式实现，一是通过激光焊接或超声波焊接或脉冲焊接，这是常用的焊接方法，优点是可靠性较好，但不易更换。二是通过弹性金属片接触，优点是不需焊接，电池更换容易，缺点是可能导致接触不良。

综合考虑生产良率、效率及连接点的内阻，目前激光焊接已经是很多电池厂商的首选。

5 一条完整的pack生产线是怎样的？

锂电池pack生产线是指一系列生产锂电池pack所需的设备和工艺流程的系统集合。

通常包括电芯制造、电芯测试、电芯分级、电芯组装、包装和质量检测这6个核心环节，在这些环节中，电芯制造和电芯组装最为核心，它们直接影响到锂电池pack的性能和质量。

▷ 电芯制造：是生产线上的第一环节，又可分为正负极材料的制备、电芯成型、电芯注液和电芯成熟。

电芯成型是最为关键的一步，有卷绕成型、层叠成型和冲压成型等方法，决定了电芯的形状和尺寸，直接影响到电芯的性能和寿命。

不同成型方法适用于不同的锂电池产品，具体需视情况而定。

▷ 电芯测试：这一流程主要是将质量不合格的电芯筛选出来，保证了后续生产环节的顺利进行。主要包括电芯容量测试、电芯内阻测试和电芯温度测试等。这些测试项目可以帮助生产厂家了解电芯的性能表现，及时发现问题并进行调整和优化。

6 锂电池pack未来前景探析

随着储能电池市场的不断扩大，PACK生产线也在不断完善和改进，以提高电池组的性能和质量。当自动化普及后，pack环节就将从劳动力转变为技术层面，在参数匹配以及电池组设计方面下功夫，其余的就交给机器处理。

未来，锂电池pack生产线的技术方向主要包括以下几个方面：

1、智能化：通过引入人工智能、物联网等技术，实现生产线的自动化、智能化和信息化，提高生产效率和产品质量。

2、绿色化：通过采用环保材料、节能减排等措施，实现生产过程的绿色化和可持续发展。

3、个性化：根据不同客户的需求和要求，实现生产线的个性化定制和服务，提高客户的满意度和忠诚度。

4、安全化：通过加强安全管理和风险控制，保障生产过程的安全性和稳定性。

7 如何看懂电池PACK技术参数

以上述参数为例

▷ 组合方式：1P24S

S代表串联电芯，P代表并联电芯，1P24S表示：24串1并。串联后电压倍增，额定电压为3.2*24=76.8V。

▷ 额定容量：280Ah

电池额定容量是指电池在额定工作条件下能长期持续工作的容量。电池的额定容量C，单位安时（Ah），它是放电电流安（A）和放电时间小时（h）的乘积。所以280Ah表示以最大倍率0.5C的电流放电，可持续放2h。

▷ 额定能量：21.504kWh

额定能量（Wh）=标称容量（Ah）*标称电压（V），这也代表着一块电池放出的总能量和容量、电压都有关。

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