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动力电池模组，将若干单体电芯通过导电连接件串并联成一个电源，通过工艺、结构固定在设计位置，协同发挥电能充放存储的功能。可以说模组的基本作用就是连接、固定和安全防护。常见的模组类型，根据电芯与导电母排的连接方式可以分成焊接、螺接、机械压接三种形式。有研究表明，电芯单体与模组母排之间的连接方式，不仅仅影响制造效率，是否可以实现自动化，其对电池装车以后的性能表现同样会有不容忽视的影响。今天不挖为什么，只汇总一下主要的模组连接方式。焊接应用于电池模组的焊接工艺，主要有激光焊接、超声波焊接和电阻焊。其中，激光焊配合工业机器人正在逐步成为自动化模组生产线的主力。焊接工艺，效率高，易于实现自动化生产。在不断改进焊接工艺，限制成型过程中的热影响以后，在实际生产中的应用也越来越多。圆柱电池模组激光焊接焊接之后，是这个样子的：软包电池模组焊接电芯和母排的搭接形式是下面这个样子：焊接方形电池组展览会上，一家厂商的展品。一些局部激光焊接电池单体和连接的焊点形状：螺接螺接，用防松螺钉固定电芯与母排之间的连接。这种形式，工艺上比较简单，但主要应用于单体容量比较大的电池系统中。尤其方形电池螺接结构比较多。圆柱电池组的螺栓连接在前些天看一个储能展览的时候，发现银隆的圆柱电芯有螺接形式的，而中车的超级电容，其中圆柱形的也是螺接。下图是在网上找到的图片示意。大型圆柱电芯，螺接是一种常见形式。方形电池组的螺栓连接宝马i3模组三菱的款i－MiEV电池模块螺接电芯串联的样子软包电池组螺栓连接NissanLeaf软包电芯小模组与母排之间是螺栓连接。机械压接圆柱电池机械连接方案该方案由于依靠导电件的弹性变形保持电池与回路的电连接，占用空间略大，导致能量密度受到影响，但好处也是显而易见，电池在梯次利用中，拆解方便，获得完整电芯的可能性高。方案中导电件示意图组装后的模组实物是这样的:软包电芯机械压接方案依靠狭缝式的弹性导电结构，把软包电池极耳直接夹持在模组导电件上获得稳定电气连接。省去焊接过程，同样拆卸方便。小模组图片中用红色圈出来的位置，即为电气连接位置。三种连接方式的比较焊接的连接电阻小于螺接，前面有一篇文章涉及到了这个实验和相关数据。为了方便查看，重新复制粘贴在下面附录中。文献结论是，焊接的内阻小于螺接。连接电阻小，储存在电池里的电能能够以更高的效率支持汽车跑更远的距离，这个是焊接明确的优点。同时，焊接的生产效率提升空间大，可以说总体上，焊接优于螺接。但也可以看到，螺接一般在大型电池上应用，其更强的导电能力得以凸显，而效率低的劣势被削弱了。没有找到机械压接的具体数据，机械压接的好处在于拆装灵活，后期维护以及二次回收利用成功率高。缺点是组装效率难于大幅度提升，若机械连接结构设计不够合理，则在长期的道路车辆运行环境下，接触电阻发生变化的可能性高。附录：焊接螺接对比实验模组形式如下图所示。选取某厂家软包装钛酸锂电池进行成组，其特性参数如下表所示。锂电池模块由钛酸锂电池、模块安装板、绝缘隔离块、罩壳、长连接排、短连接排、极柱组成，锂电池模块结构如下图所示。每两个模块安装板中间放置一个电池，形成5并3串的结构形式，串并联连接使用长连接排和短连接排将电池连接在一起，电池与长/短连接排之间以螺丝螺母的连接方式紧固。极柱作为锂电池模块对外输出的接口，与短连接排相连，连接方式也为螺丝连接。长连接排与短连接排之间以绝缘隔离块进行电气隔离。连接方式一：全螺丝连接的锂电池模块，即锂电池与长/短连接排、短连接排与极柱之间的连接全部采用螺丝连接的方式。连接方式二：半激光焊接半螺丝连接的锂电池模块，即锂电池与长/短连接排之间的连接采用激光焊接，而短连接排与极柱之间的连接采用螺丝连接的方式。连接方式三：激光焊接与一体式极柱的锂电池模块，即锂电池与长/短连接排之间的连接采用激光焊接，而短连接排与极柱做成一个整体的零件。测试方法，单独测试螺丝连接和激光焊接的连接阻抗，各取一块短连接排与一节锂电池分别做螺丝连接和激光焊接实验，测量记录下各自的连接阻抗。同时通过测量锂电池模块正负极两端来得到整个模块的内阻值，从而比较不同连接方式下锂电池模块的内阻差异。连接阻抗和内阻均采用HIOKI电池测试仪测量获得。在锂电池模块内布置若干热电阻或热电偶作为温度测量点，通过充放电实验测试锂电池模块不同温度点的温度情况。锂电池模块额定电流为A，考虑到超负荷运行的极限电流大约为A，故在实验测试中以电流A的极限情况进行充放电。记录充放电过程中各温度测量点的最高温度、温升和温差。连接方式一的锂电池模块温度测量点为4个(受当时条件限制，只测了4个关键点)，采用的是热电阻测温。连接方式二和三的锂电池模块温度测量点为12个，采用的是热电偶测温。经过实验测试，连接阻抗和锂电池模块内阻如表2所示。不同连接方式的锂电池模块经过A充放电(一个充放电循环)实验，其测量点的温度测试结果如下表所示。实验结果分析，从数据可以看出，螺丝连接的连接阻抗要远远大于激光焊接的连接阻抗。形成螺丝连接的连接阻抗大的主要影响因素有：连接面表面不平整(表面粗糙度较大)；受到环境因素影响，长/短连接排和电池接触面产生氧化或腐蚀；螺丝拧紧力不够，每个螺丝的拧紧力矩不一致；外界因素干扰引起螺丝松动，包括在运输、搬运过程中振动引起的螺丝松动。由于激光焊接是将光能转化为热能，使材料熔化，从而达到焊接的目的，相当于将两者熔为一体，因此这种连接方式的阻抗必定会比较小。从锂电池模块内阻上看，连接方式三的锂电池模块内阻优于连接方式一和连接方式二。参考文献：1王丽梅，集成方式对磷酸铁锂电池组SOC间偏差的影响;2胡春姣，纯电动汽车锂离子电池模块设计及热特性分析;3郑郧，基于储能的退役动力电池梯次利用成组连接技术;4周吉，锂电池成组连接技术的研究;部分图片来自lab，其余图片来自互联网公开资料。只做学习交流之用，转发请与后台联系。延伸阅读：动力电池工艺，激光焊接概述动力电池成组工艺中的老资格，电阻焊概述（附电池组焊接视频）那个被特斯拉应用已超过十年的动力电池成组技术，超声波焊接圆柱形动力电池模组，设计及实例动力软包锂电池，模组设计要点

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