电化学储能中最主要的技术路线是锂离子电池储能,而锂离子电池PACK技术是行业技能的重要一环,下面就跟着小编一起了解电池PACK的一些基础知识吧。
01 定义
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,是包装、封装、装配的意思,是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。
02 电池PACK的组成
电池PACK组成重要包括单体电池模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS几个部分。
▲电池模组
▷ 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。
▷ 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。
▷ 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℃。
▷ 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。
▷ BMS:Battery management system 电池管理系统,可以看作是电池的“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。
03 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。
04 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。
比如:电压为3.2V的电芯,15个串联起来,就是48V,这就是串联升压。
比如:容量为50Ah的电芯,两个并联起来,就有100Ah,这就是并联扩容。
▷ 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。
05 如何看懂电池PACK技术参数
▷ 组合方式:1P24S
小编解读: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
小编解读: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
小编解读:额定能量(Wh)=标称容量
(Ah)*标称电压(V),所以一块电池能够放出的总能量是和容量、电压都有关的。
资料来源:博进工业包装、网络等
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原文始发于微信公众号(艾邦储能与充电):储能电池PACK:解读储能电池技术的核心