通俗易懂，電池pack到底是什么？
時間:2021-04-02 11:38來源:鋰電聯(lián)盟會長 作者:綜合報道
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動力電池pack一般是指包裝、封裝和裝配，譬如：2個電池串聯(lián)起來，安照客戶要求組成某一特定形狀，我們就叫它pack。在Pack行業(yè)，常常把沒有組裝成可以直接使用的電池叫做電芯，而把連接上PCM板，有充放控制等功能的成品電池叫做電池。
PACK成組工藝是動力電池包生產的關鍵性步驟，其重要性也隨著電動汽車市場的不斷擴大而顯得越來越明顯。目前，汽車用動力電池基本上由以下幾個系統(tǒng)組成：電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣及機械系統(tǒng)。以奧迪A3 Sportback-etron混合動力車的PACK為例，可以更直觀的看下它的構造。
不同種類電動汽車的結構和工作模式的不同，導致對動力電池的性能要求也不一樣。動力電池系統(tǒng)的設計流程一般如下：確定整車的設計要求；確定車輛的功率及能量要求；選擇所能匹配合適的電芯；確定電池模塊的組合結構形式；確定電池管理系統(tǒng)設計及熱管理系統(tǒng)設計要求；仿真模擬及具體試驗驗證。
純電動汽車行駛完全依賴于動力電池系統(tǒng)的能量，電池系統(tǒng)容量越大，可以續(xù)航里程越長，但所需電池系統(tǒng)的體積和重量也越大，充放電的電流也相對較大。整車廠會針對要設計的整車，在考慮安全設計、線束連接線設計、接插件設計等相關要求后，形成一個有限的動力電池系統(tǒng)空間大小。
動力電池系統(tǒng)設計要以整車的設計為標準，首先要滿足動力和空間的要求，同時要考慮電池系統(tǒng)自身的內部結構和安全及管理設計等方面。這時PACK就要考慮的就相對多些，載流量與發(fā)熱量的關系、模塊之間連接的穩(wěn)定可靠性、模組間的溫差、整包的抗震性、防水性等等。
其中，電芯除了要對其正極材料做出選擇外，還要選擇它的形狀。現(xiàn)在市場上的電芯，主要分為圓柱、方形以及軟包這三種，各自的優(yōu)缺點也十分明顯，具體如下表所示：
在一定程度上，電芯的性能決定了電池模組的性能進而影響整個動力電池系統(tǒng)的性能。因此在進行動力電池系統(tǒng)設計，一定要根據(jù)整車的設計要求去選擇電芯的材料及形狀，保證電池單體及模塊均勻散熱，保證電池的一致性，提高電池系統(tǒng)的壽命與安全。
除此之外，電池管理系統(tǒng)（BMS），主要功能是通過檢測電池組中各單體電池的狀態(tài)，來確定整個電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)它們的狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)進行對應的控制調整和策略實施，實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)及各單體的充放電管理以保證動力電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。
在動力電池管理系統(tǒng)中的軟件設計功能一般包括電壓檢測、溫度采集、電流檢測、絕緣檢測、SOC 估算、CAN 通訊、放電均衡功能、系統(tǒng)自檢功能、系統(tǒng)檢測功能、充電管理、熱管理等。整體的設計指標包括最高可測量總電壓、最大可測量電流、SOC估算誤差、單體電壓測量精度、電流測量精度、溫度測量精度、工作溫度范圍、CAN通訊、故障診斷、故障記憶功能、在線監(jiān)測與調試功能等。
電氣及機械系統(tǒng)主要包括高壓系統(tǒng)、電池箱體、連接線束、機械接插件等，其中高壓系統(tǒng)主要由繼電器、電流傳感器、電阻和熔斷器等器件組成。電氣系統(tǒng)能夠保證設備運行的可靠與安全，實現(xiàn)某項控制功能。電池系統(tǒng)的箱體則要固定安裝到整車上，是電動汽車的一個重要的零部件組成。因此，電池箱體必須具備一些基本功能，如與整車的信號通信，電源輸出，增程器充電輸入，維護開關設計等。
其中，高壓系統(tǒng)的安全設計尤為重要，在高壓線路上配置手動維修開關，自動斷路器、動力控制繼電器、系統(tǒng)互鎖和高壓熔斷器。整個箱體內采用電木和環(huán)氧板進行高壓電絕緣；箱體外部與車底盤可靠連接；電池管理系統(tǒng)對系統(tǒng)絕緣電阻實施監(jiān)控。
電池熱管理系統(tǒng)是從使角度出發(fā)，用來確保電池系統(tǒng)工作在適宜溫度范圍內的一套管理系統(tǒng)，主要由電池箱、傳熱介質、監(jiān)測設備等部件構成。動力電池的冷卻性能的好壞直接影響電池的效率，同時也會影響到電池壽命和使用安全。目前常規(guī)的冷卻方式有四種：自然冷卻、強制風冷、液冷、直冷四種，這幾種制冷方式的優(yōu)缺點如下表：
隨著電池能量密度的提高，PACK熱管理技術日益突出，未來液冷、直冷等冷卻方式將會成為主流。
(責任編輯：子蕊)
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