鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:811次 | 2021年06月21日
軟包鋰離子電池的優(yōu)勢(shì),鋰離子電池組設(shè)計(jì)要考慮哪些因素?
軟包鋰離子電池的優(yōu)勢(shì),鋰離子電池組設(shè)計(jì)要考慮什么因素?鋰離子電池的三種封裝線路分別是方形、軟包和圓柱。鋰離子電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)電池組系統(tǒng)設(shè)計(jì)中極為緊要的一環(huán),是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中占用時(shí)間最多的一環(huán)。今天就讓我們來討論一下軟包鋰離子電池的優(yōu)劣之處,以及鋰離子電池組設(shè)計(jì)要考慮什么因素。
軟包鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)
1)安全性好
軟包鋰離子電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,在發(fā)生安全隱患的情況下軟包鋰離子電池一般先鼓氣,或者從封口處裂開釋放能量,而金屬殼電芯則較容易萌生較大的內(nèi)壓而發(fā)生爆炸。
2)比能量高
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
軟包鋰離子電池重量較同等容量的鋼殼電池輕40%,較鋁殼電池輕20%,因此具有較高的質(zhì)量比能量;軟包鋰離子電池較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%,體積比能量也比較高。
3)電化學(xué)性能良好、壽命長(zhǎng)
軟包鋰離子電池的內(nèi)阻較小,可以極大的降低電池的自耗電;此外軟包鋰離子電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng)。
4)設(shè)計(jì)靈活
軟包鋰離子電池的尺寸以及形狀可依據(jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號(hào)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
軟包鋰離子電池的不足之處
1)標(biāo)準(zhǔn)化和成本的問題
由于軟包鋰離子電池具有非常多的型號(hào),因此在中后段的自動(dòng)化程度不如圓柱電池加工線上的自動(dòng)化,這使得軟包電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模加工,導(dǎo)致加工效率低下、成本高。
2)高端鋁塑膜嚴(yán)重依靠進(jìn)口
目前國內(nèi)的軟包動(dòng)力鋰電池所使用的高端鋁塑膜依舊依靠進(jìn)口,造成了軟包鋰離子電池成本高昂,鋁塑膜國產(chǎn)化成為了軟包電池能否在電動(dòng)汽車范疇大規(guī)模使用的關(guān)鍵因素之一。
3)一致性的難題
就目前而言,軟包鋰離子電池的安全性相比硬殼和圓柱形鋰離子電池相對(duì)而言更穩(wěn)定,但是一致性問題依然突出,這是由于軟包動(dòng)力鋰電池在加工過程中自動(dòng)化的程度比較低,造成電池的一致性較差,在動(dòng)力鋰電池充放電過程中安全性降低、易萌生脹氣等問題。
鋰離子電池組設(shè)計(jì)考慮的因素
1、防爆:鋰離子電池組一旦出現(xiàn)熱失控,電池組PACK內(nèi)氣壓急劇升高,這時(shí)候電池組就有爆炸的危險(xiǎn),所以PUW防爆閥就成了沖破口,能夠及時(shí)快速泄壓。
2、維持鋰離子電池組內(nèi)外氣壓平衡:因?yàn)殡姵亟M在充放電過程中溫度會(huì)有變化,所以導(dǎo)致電池組內(nèi)氣壓變化,而PUW防爆閥能夠透氣的同時(shí)又不漏水,所以能夠保持包內(nèi)氣壓一直和外界相同。
3、考慮鋰離子電池組PACK管理系統(tǒng)設(shè)計(jì):要考慮過沖,過放,過溫,測(cè)試精度,電池均衡等,要確保電池安全可靠都是要經(jīng)過合理設(shè)計(jì)和市場(chǎng)印證的。
4、考慮儲(chǔ)能鋰離子電池組的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):要考慮強(qiáng)度,抗震,散熱/加熱,防水,防塵等;要考慮電氣設(shè)計(jì),要考慮安規(guī),EMC安規(guī)等因素。
5、鋰離子電池組結(jié)構(gòu)中防水,抗震:鋰電芯浸泡后,正負(fù)極短路,繼續(xù)放電,會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,電池包設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防水防塵性能。
6、溫度對(duì)鋰離子電池結(jié)構(gòu)的影響:“熱”因素很大程度上影響電池組PACK的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),鋰離子電池儲(chǔ)能電池組對(duì)溫度環(huán)境比較敏感,溫度太高會(huì)嚴(yán)重影響電池的充放電性能和很多特性參數(shù),例如內(nèi)阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命等。
7、鋰離子電池組Pack結(jié)構(gòu)的材料選擇:耐高壓絕緣性能是電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最緊要的技術(shù)要求之一。電池組結(jié)構(gòu)內(nèi)部裝載的是各種鋰離子電池,電池成組后總電壓及總電流會(huì)很大,塑料具有很好的而高壓絕緣性,一般可采用強(qiáng)度和塑性較高的尼龍為原料,在材料中添加5%~45%的玻璃纖維,做GF強(qiáng)化可提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐振動(dòng)性。
8、外殼堅(jiān)韌度:鋰離子電池外殼應(yīng)當(dāng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度使電池免受機(jī)械撞擊。
鋰離子電池具有很多優(yōu)于其他可充電電池的特性,包括高能量密度、重量輕、生命周期長(zhǎng)、容量保持特性好、環(huán)境溫度適應(yīng)范圍大和電流忍耐能力強(qiáng)等等。鋰離子電池對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力比其他化學(xué)電池要強(qiáng),但是大容量的特點(diǎn)則意味著電池包非得要設(shè)計(jì)得更加安全。
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