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高倍率鋰電池組設(shè)計(jì)要注意的問題

單體高倍率鋰電池具有優(yōu)異的性能,但是動(dòng)力電池只會(huì)以電池組的形式出現(xiàn)。在使用過程中發(fā)現(xiàn),單體鋰電池組裝成電池組后的優(yōu)良性能會(huì)大大折扣,這是因?yàn)閱误w高倍率鋰電池的一致性、熱處理、抗振性等較差。

高倍率鋰電池組

高倍率電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足以下6個(gè)原則:①所選高倍率鋰電芯應(yīng)具有穩(wěn)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(nèi);③保證高倍率電池組一定的機(jī)械強(qiáng)度,滿足適宜環(huán)境下的振動(dòng)要求;④高倍率電池組根據(jù)電力環(huán)境的使用要求,滿足絕緣要求和阻燃要求;⑤設(shè)計(jì)應(yīng)便于安裝和維護(hù);⑥電池組之間應(yīng)便于串聯(lián)連接。

在高倍率電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,電池工作溫度場控制是一個(gè)重要的研究方面,大容量、大功率的動(dòng)力鋰電池的性能對溫度變化的反應(yīng)尤為敏感,主要表現(xiàn)為大功率引起的高溫問題,會(huì)引起電池內(nèi)部電解液分解、SEI膜分解、電解液與正負(fù)極發(fā)生反應(yīng)等現(xiàn)象。優(yōu)化電池組結(jié)構(gòu),使電池組工作在適宜的溫度場中,避免電池組出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。鋰電池的熱管理要處理的核心問題為:如何避免鋰電池的熱失控。本方案主要從電池組結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì),保證電池組工作在適宜的溫度范圍內(nèi),滿足電池組的公路和船舶運(yùn)輸強(qiáng)度要求。

高倍率電池組模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電池組模塊材料選用高強(qiáng)度塑料材料。電池組底部厚度加強(qiáng),且布置有多條橫豎拉筋,箱體內(nèi)部預(yù)留電池安裝槽。為了減少電池組工作和運(yùn)輸過程中的振動(dòng),電池安裝槽內(nèi)貼橡膠墊,側(cè)面板上增加多組筋板,前面板預(yù)留有風(fēng)扇安裝孔,電池組側(cè)面板上預(yù)埋有螺母。

高倍率電池組在運(yùn)輸和實(shí)際工況下會(huì)出現(xiàn)振動(dòng),電池模塊的振動(dòng)會(huì)使得電池極柱與銅排的連接松動(dòng),導(dǎo)致電阻增大,接觸點(diǎn)溫升過高。而過高的電流可能熔斷連接松動(dòng)的銅排,且振動(dòng)較大時(shí),電池模塊易被破壞。在不同工況下,需要進(jìn)行振動(dòng)性分析,確保在運(yùn)輸和實(shí)際工況下電池模塊的穩(wěn)定性。對電池模塊進(jìn)行垂直軸隨機(jī)振動(dòng)、橫側(cè)軸隨機(jī)振動(dòng)、縱向軸隨機(jī)振動(dòng)、運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)和實(shí)際工況船舶振動(dòng)分析,經(jīng)模擬仿真分析,該系統(tǒng)滿足振動(dòng)技術(shù)要求。

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