自問(wèn)世以來(lái)，鋰電池因其能量密度高、電壓高、環(huán)保、壽命長(zhǎng)以及可快速充電等優(yōu)點(diǎn)，深受3C數(shù)碼、動(dòng)力工具等行業(yè)的青睞，其對(duì)新能源汽車行業(yè)的貢獻(xiàn)尤為突出。隨著世界能源危機(jī)和環(huán)保問(wèn)題日益突出，作為提供新能源汽車動(dòng)力來(lái)源的鋰電池產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)潛力巨大，是國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的重要一環(huán)。

PACK電池包基礎(chǔ)介紹

新能源汽車三電系統(tǒng)

電池包（PACK）與底盤集成

PACK電池包的分類與組成

1.什么叫PACK電池包？

首先要了解鋰電池單體、鋰電池模組和鋰電池包的大致區(qū)分：

電池單體（cell）：組成電池組和電池包的最基本的元素，一般能提供的電壓是3v-4v之間；

電池組（Batteries）：由多個(gè)單體集合，構(gòu)成一個(gè)單一的物理模塊，提供更高的電壓和容量；

電池包（pack）：一般是由多個(gè)電池組集合而成的，同時(shí)，還加入了電池管理系統(tǒng)（bms）等，也就是電池廠最后提供給用戶的產(chǎn)品。

PACK的組成分類

電芯作為PACK的核心組成，目前以電芯的外形分類主流分為三大類：方殼、圓柱、軟包（聚合物電池）。正負(fù)極片通過(guò)不同的方式封裝到相應(yīng)的外殼里面。

左圓柱卷繞中-方形卷繞右-方形層疊

左-圓柱電芯中-方殼電芯右-軟包電芯

2.電池模組

通過(guò)組裝單體電芯，通過(guò)匯流排將電芯組成不同的串并聯(lián)，可用螺絲鎖緊、電阻焊、超聲焊接、超聲鋁絲焊及激光焊接。

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。

左-圓柱模組中-方殼模組右-軟包模組

3.PACK電池包

4.PACK電池包的組成

主要包括電池模塊、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)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)儲(chǔ)存和釋放能量，為汽車提供動(dòng)力。

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)：主要由電池PACK上蓋、托盤、各種金屬支架、端板和螺栓組成，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)（防水防塵）的作用。

電氣系統(tǒng)：主要由高壓跨接片或高壓線束、低壓線束和繼電器組成。高壓線束可以看作是電池PACK的“大動(dòng)脈血管”，將動(dòng)力電池系統(tǒng)心臟的動(dòng)力不斷輸送到各個(gè)需要的部件中，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(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。

熱管理系統(tǒng)：熱管理系統(tǒng)主要有4類：風(fēng)冷、水冷、液冷、相變材料。以水冷系統(tǒng)為例，熱管理系統(tǒng)主要由冷卻板，冷卻水管、隔熱墊和導(dǎo)熱墊組成。熱管理系統(tǒng)相當(dāng)于是給電池PACK裝了一個(gè)空調(diào)。

BMS：Battery Management System 電池管理系統(tǒng)，可以看作是電池的“大腦”。主要由CMU和BMU組成。

CMU ：Cell Monitor Unit單體監(jiān)控單元，負(fù)責(zé)測(cè)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。當(dāng)CMU測(cè)量到這些數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)通過(guò)前面講到的電池“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”傳送給BMU。

BMU：Battery Management Unit電池管理單元。負(fù)責(zé)評(píng)估CMU傳送的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)異常，則對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出降低電流的要求，或者切斷充放電通路，以避免電池超出許可的使用條件，同時(shí)還對(duì)電池的電量、溫度進(jìn)行管理。根據(jù)先前設(shè)計(jì)的控制策略，判斷需要警示的參數(shù)和狀態(tài)，并且將警示發(fā)給整車控制器，最終傳達(dá)給駕駛?cè)藛T。

工藝流程

電池PACK是新能源汽車核心能量源，為整車提供驅(qū)動(dòng)電能。作為新能源汽車的核心部件，其品質(zhì)直接決定了整車性能。鋰電池制造設(shè)備一般為前段設(shè)備、中段設(shè)備、后段設(shè)備三種，其設(shè)備精度和自動(dòng)化水平將會(huì)直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和一致性。

雖然電芯及模組種類不同，但是PACK的組成和工藝流程大體是一樣的（并不是所有的廠商工藝流程一樣），下圖所示供參考。

PACK裝配工藝流程

主要分為裝配工藝、氣密性檢測(cè)工藝、軟件編寫工藝、電性能檢測(cè)工藝等。

產(chǎn)線介紹

PACK裝配過(guò)程中存在很多柔性線路及壓裝擰緊，要自動(dòng)化的難度較高及投入產(chǎn)出比不高，所以后段設(shè)備的自動(dòng)化程度相對(duì)于前段和中段會(huì)比較低，但是可兼容圓柱、方殼及軟包三種PACK電池包裝配。

可能會(huì)要求自動(dòng)化的工位：

-下殼體自動(dòng)上線

-模組自動(dòng)上線入殼體

-模組固定擰緊

-上蓋上線及擰緊

-自動(dòng)涂A/B導(dǎo)熱膠（根據(jù)工藝而定）

-自動(dòng)涂密封膠（根據(jù)工藝而定）

-成品下線

另外有些會(huì)提出銅牌安裝及螺絲擰緊、氣密性測(cè)試、EOL測(cè)試也需要自動(dòng)的方式，這種比較少，且穩(wěn)定性較難保證。

后段PACK線量產(chǎn)設(shè)備的主要有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)類型：

1. AGV+裝配臺(tái)車

以往主要在車廠使用較多，現(xiàn)電池廠也慢慢在推此種模式。

AGV輸送方式產(chǎn)線

AGV產(chǎn)線物流仿真模擬

2. 輸送線+托盤的模式

滾筒線/輥道摩擦線/倍數(shù)鏈輸送線

總結(jié)

以上就是鋰電池包PACK的基礎(chǔ)知識(shí)講解。

隨著動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展的逐漸成熟，電池PACK模塊化技術(shù)必將越來(lái)越成熟。電池PACK技術(shù)的發(fā)展，涉及到多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識(shí)，需要跨學(xué)科的技術(shù)融合。總而言之，車企想要最終規(guī)模化的生產(chǎn)出壽命、穩(wěn)定性、可靠性、安全性都完全符合新能源汽車級(jí)要求的PACK產(chǎn)品，還需要大量的工程實(shí)踐和測(cè)試驗(yàn)證，以及產(chǎn)品不斷優(yōu)化升級(jí)的過(guò)程