通俗易懂，電池pack到底是什么？
時間:2021-04-02 11:38來源:鋰電聯盟會長 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，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組成：電池模組、電池管理系統、熱管理系統、電氣及機械系統。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；確定電池管理系統設計及熱管理系統設計要求；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的能量，電池系統容量越大，可以續航里程越長，但所需電池系統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空間大小。
動力電池系統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，載流量與發熱量的關系、模塊之間連接的穩定可靠性、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的性能。因此在進行動力電池系統設計，一定要根據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，提高電池系統的壽命與安全。
除此之外，電池管理系統（BMS），主要功能是通過檢測電池組中各單體電池的狀態，來確定整個電池系統的狀態，并根據它們的狀態對動力電池系統進行對應的控制調整和策略實施，實現對動力電池系統及各單體的充放電管理以保證動力電池系統安全穩定地運行。
在動力電池管理系統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、系統自檢功能、系統檢測功能、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、在線監測與調試功能等。
電氣及機械系統主要包括高壓系統、電池箱體、連接線束、機械接插件等，其中高壓系統主要由繼電器、電流傳感器、電阻和熔斷器等器件組成。電氣系統能夠保證設備運行的可靠與安全，實現某項控制功能。電池系統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、系統互鎖和高壓熔斷器。整個箱體內采用電木和環氧板進行高壓電絕緣；箱體外部與車底盤可靠連接；電池管理系統對系統絕緣電阻實施監控。
電池熱管理系統是從使角度出發，用來確保電池系統工作在適宜溫度范圍內的一套管理系統，主要由電池箱、傳熱介質、監測設備等部件構成。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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