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高倍率鋰離子電池組設計要注意的問題

鉅大LARGE  |  點擊量:45次  |  2020年08月24日  

摘要
單體高倍率鋰電池具有優異的性能,但是動力電池只會以電池組的形式出現。在使用過程中發現,單體鋰電池組裝成電池組后的優良性能會大大折扣,這是因為單體高倍率鋰電池的一致性、熱處理、抗振性等較差。高倍率電池組

單體高倍率鋰離子電池具有優異的性能,但是動力鋰電池只會以電池組的形式出現。在使用過程中發現,單體鋰離子電池組裝成電池組后的優良性能會大大折扣,這是因為單體高倍率鋰離子電池的一致性、熱處理、抗振性等較差。


高倍率電池組結構設計要滿足以下6個原則:①所選高倍率鋰電芯應具有穩定放電性能;②采取一定的溫控措施,保證電池組工作在適宜的溫度范圍內;③保證高倍率電池組一定的機械強度,滿足適宜環境下的振動要求;④高倍率電池組根據電力環境的使用要求,滿足絕緣要求和阻燃要求;⑤設計應便于安裝和維護;⑥電池組之間應便于串聯連接。


在高倍率電池組的結構設計中,電池工作溫度場控制是一個重要的研究方面,大容量、大功率的動力鋰離子電池的性能對溫度變化的反應尤為敏感,重要表現為大功率引起的高溫問題,會引起電池內部電解液分解、SEI膜分解、電解液與正負極發生反應等現象。優化電池組結構,使電池組工作在適宜的溫度場中,防止電池組出現熱失控現象。鋰離子電池的熱管理要處理的核心問題為:如何防止鋰離子電池的熱失控。本方法重要從電池組結構方面進行了設計,保證電池組工作在適宜的溫度范圍內,滿足電池組的公路和船舶運輸強度要求。


高倍率電池組模塊結構設計


電池組模塊材料選用高強度塑料材料。電池組底部厚度加強,且布置有多條橫豎拉筋,箱體內部預留電池安裝槽。為了減少電池組工作和運輸過程中的振動,電池安裝槽內貼橡膠墊,側面板上新增多組筋板,前面板預留有風扇安裝孔,電池組側面板上預埋有螺母。


高倍率電池組在運輸和實際工況下會出現振動,電池模塊的振動會使得電池極柱與銅排的連接松動,導致電阻增大,接觸點溫升過高。而過高的電流可能熔斷連接松動的銅排,且振動較大時,電池模塊易被破壞。在不同工況下,要進行振動性分析,確保在運輸和實際工況下電池模塊的穩定性。對電池模塊進行垂直軸隨機振動、橫側軸隨機振動、縱向軸隨機振動、運輸隨機振動和實際工況船舶振動分析,經模擬仿真分析,該系統滿足振動技術要求。


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