动力电池是怎么造出来的

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动力电池是怎么造出来的

2024-05-31 20:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

近来没什么特别有趣的新闻,沉心静气地来给大家更新一下行业常识这个专题。之前,我已经写完了介绍动力电池结构、电芯和模组工艺的三篇文章,错过的朋友可以先补补课(链接见文末)。

这篇文章,我们聚焦于电池包(电池系统/Pack)工艺。相比电芯的生产制造,电池包的技术门槛相对较低。很多车企所谓的“造电池”,就是从电池厂商那买电芯/模组,自己去造电池包。

在讨论常见的电池包工艺之前,我们先看个爆炸图(Exploded View,立体装配图),了解一下它的典型结构

电池包主要由电池单元、电池管理系统(BMS)、热管理系统、电气系统(高、低压连接器、线束等)以及结构件(上盖、下箱体、支架等)组成。

对于传统的电池包来说,电池单元指的就是完整物理结构的模组(Module);而CTP电池包省去了模组结构,用电芯集成电池包。电池管理系统是电池系统的“管家”,负责控制、管理、检测或计算电池系统的电、热相关参数,并与车辆进行数据交互。要让电池“冬暖夏凉”,实现热管理功能,除了要有下指令的管理层,还要有“能干活的小弟”。水冷板、加热膜、导热垫、隔热板等是热管理执行团队的老员工。电气系统包括各种高/低压连接器、线束等,负责大电流/电信号传输。上盖、下箱体、支架等结构件主要起到结构支撑的作用。

用把大象装进冰箱的思路来理解电池包的生产制造,那造电池包就只需要三步:①把零部件放进箱体里连接起来,②盖上盖子,③测试一下。当然,现实中的工序流程肯定没这么简单,从宁德时代招股书找了个流程图,供参考。

此前绿芯之友曾去上汽时代拍了电池包的生产流程。视频里的产线自动化水平很高,感兴趣的朋友可以了解一下,指路↓↓↓下面我对照着流程图和视频,给大家从头到尾捋一捋电池包的生产工艺,画画重点。

你与电池专家的距离,就差这篇文章了

一、 安装连接

各种组件入箱前,产线通常会对箱体进行清洁,在箱体底部涂胶,以便后续自下而上去固定各种组件。连接器(例如高压接线盒)集合了电池包与电动车之间的电线接口,是电池包电气系统的一部分。上面爆炸图最左侧打着电气系统标识的就是一个连接器。

安装好连接器,就得安排一下位于电池包底部的热管理系统组件例如水冷板、导热垫等,再把模组或者电芯模块通过螺栓固定到箱体里。

虽然大家时常拿“找个厂子拧螺丝”来调侃,觉得拧个小零件谁都行,但实际上,螺栓作为组件固定的常用零件,螺栓连接是电池包生产制造流程的关键工艺之一。用错螺栓型号、漏拧螺栓、螺栓开裂这些细节问题,可能会影响到整个电池包的性能表现。螺栓拧紧的先后顺序、每个螺栓拧紧的扭矩大小、转角大小都很讲究。

高低压线束连接组装的环节,负责大电流输入、输出的高压线连接着高压盒以及各个电池单元的高压接口。负责高压连接的产线员工需持有电工证,穿戴绝缘手套。为避免误解,补充说明一下,上图截自线束连接完成后,产线员工整理线束的视频片段,主要用于展示线束情况,并非高压连接画面。

低压线连接着电池管理单元(BMU,Battery Management Unit)和电芯监控单元(CMU, Cell Monitoring Unit),负责信号指令在各控制单元间的传输,以实现对模组电芯的实时监控。完成线束连接后,再加上一些位于顶部的隔热组件,就可以把上盖盖上,让电池包去迎接各种测试考验了。

二、 整包测试

气密测试和EOL测试是电池包整包测试的两道关键工序。

汽车难免要跋山涉水,这就很考验动力电池防尘防水的密封性能。气密测试(又称密封性测试)分为普通空气测试和示踪气体测试两种

普通空气测试是通过向电池包内充入空气(正压测试)或从包里抽气(负压测试),监测一定时间内包体气压变化或者流入/流出包体的气体流量大小,进而表征电池包的密封性能。而示踪气体检测则是向电池包充入示踪气体(常用的有氦气或氢气),结合质谱法进行表征分析。由于成本高、所需时间长,示踪气体检测法应用较少,普通空气检测法是当前的主流。

EOL下线检测(End of Line Test)是电池包下线入库前所需完成的一系列性能测试,包括绝缘阻抗测试、耐压测试、电芯电压测试、电流测试、温度测试、出货SOC测试、SOH测试、通讯测试等等。通过这最后一关的层层考验,电池包才能被送入仓库等待出货。

电池包的生产工艺就先写到这了。长文码字不易,想了解更多动力电池常识的朋友还请点赞收藏,支持一下。

参考资料:

https://mp.weixin.qq.com/s/RfliD2McJKkoay7VYvtw9Q

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