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世界熱頭條丨鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)PACK的基礎(chǔ)知識(shí)

來源：電化學(xué)儲(chǔ)能時(shí)間：2023-05-31 09:05:31

隨著我國“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的制定和推進(jìn)，以光伏、風(fēng)電等清潔能源以及儲(chǔ)能系統(tǒng)電力的入網(wǎng)比例將大幅提高，這為儲(chǔ)能市場帶來了巨大的發(fā)展空間。近年來，在政策的推動(dòng)下我國電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展較為迅速，電化學(xué)儲(chǔ)能占全部儲(chǔ)能市場比重有所上升，且在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)均有應(yīng)用。

電化學(xué)儲(chǔ)能中最主要的是為鋰離子電池儲(chǔ)能為主要技術(shù)路線，而鋰離子電池PACK技術(shù)是行業(yè)技能的重要一環(huán)，下面就跟著小編一起了解電池PACK的一些基礎(chǔ)知識(shí)吧。

1.定義

(資料圖片僅供參考)

鋰離子電池電池PACK又稱電池模組是一種鋰離子電池的制作工藝，是包裝、封裝、裝配的意思，是指將多個(gè)鋰離子單體電芯組通過并串聯(lián)的方式連接而成，并考慮系統(tǒng)機(jī)械強(qiáng)度、熱管理、BMS 匹配等問題。其重要的技術(shù)體現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接和加工工藝控制、防護(hù)等級(jí)、主動(dòng)熱管理系統(tǒng)等。如將2個(gè)電池串或并聯(lián)聯(lián)起來，按照客戶要求組成某一特定形狀，就叫它PACK。

2.電池PACK的組成

電池PACK組成重要包括單體電池模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和BMS幾個(gè)部分。

?電池模塊：如果把電池PACK比作一個(gè)人體，那么模塊就是“心臟”，負(fù)責(zé)電能的儲(chǔ)存和釋放。

?電氣系統(tǒng)：主要由連接銅排片、高壓線束、低壓線束以及電氣保證器件等器件組成。高壓線束可以看作是電池PACK的“大動(dòng)脈血管”，將電池電能不斷輸送給末端負(fù)載，低壓線束則可以看作電池PACK的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，實(shí)時(shí)傳輸檢測信號(hào)和控制信號(hào)。

?熱管理系統(tǒng)：熱管理系統(tǒng)主要有：風(fēng)冷、液冷兩種方式，而液冷可分為冷板式液冷和浸沉式液冷。熱管理系統(tǒng)相當(dāng)于是給電池PACK裝了一個(gè)空調(diào)。電池在放電模式會(huì)產(chǎn)生熱量，為確保電池在一個(gè)合理的環(huán)境溫度下工作，提升電池循環(huán)壽命，一般要求系統(tǒng)溫差≤5℃。

?箱體：主要由箱體、箱體蓋板、金屬支架、面板以及固定螺釘組成，可以看作是電池PACK的“骨骼”，起到支撐、抗機(jī)械沖擊、機(jī)械振動(dòng)和環(huán)境保護(hù)的作用。

?BMS：Battery management system 電池管理系統(tǒng)，可以看作是電池的“大腦”。主要負(fù)責(zé)測量電池的電壓、電流和溫度等參數(shù)，同時(shí)還有均衡等功能?？蓪?shù)據(jù)傳送給MES。

3.電池PACK的特點(diǎn)

? PACK鋰電池包要求電池具有高度的一致性(容量、內(nèi)阻、電壓、放電曲線、壽命)。

? 電池包PACK的循環(huán)壽命低于單只電池的循環(huán)壽命。

? 在限定的條件下使用(包括充電、放電電流，充電方式，溫度等)

? 鋰電池包PACK成型后電池電壓及容量?有很大提高，必須加以保護(hù)，對(duì)其進(jìn)行充電均衡、溫度、電壓及過流監(jiān)測。

? 電池PACK必須達(dá)到設(shè)計(jì)需要的電壓、容量要求。

4.PACK的方法

? 串并組成：電池模組由單體電芯通過并串聯(lián)而成。并聯(lián)增加容量，電壓不變，串聯(lián)后電壓倍增，容量不變。

比如：電壓為3.2V的電芯，15個(gè)串聯(lián)起來，就是48V,這就是串聯(lián)升壓。

比如：容量為50Ah的電芯，兩個(gè)并聯(lián)起來，就有100Ah，這就是并聯(lián)擴(kuò)容。

? 電芯要求：根據(jù)自己設(shè)計(jì)要求選取對(duì)應(yīng)電芯，并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類一致、型號(hào)一致，容量、內(nèi)阻、電壓值差異不大于2%。不管是軟包裝電池還是圓柱電池，都需要多串組合。

? PACK的工藝：電池的PACK通過二種方式實(shí)現(xiàn)，一是通過激光焊接或超聲波焊接或脈沖焊接，這是常用的焊接方法，優(yōu)點(diǎn)是可靠性較好，但不易更換。二是通過彈性金屬片接觸，優(yōu)點(diǎn)是不需焊接，電池更換容易，缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致接觸不良。　　

綜合考慮生產(chǎn)良率、效率及連接點(diǎn)的內(nèi)阻，目前激光焊接已經(jīng)是很多電池廠商的首選。

發(fā)布人：文濤

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