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行业新闻

动力电池PACK总成由哪些系统组成?

2018/1/12 9:00:55


在讲动力电池PACK制造技术之前,我们可以简单了解下,动力电池PACK总成由哪些系统组成,每个系统又由哪些零件组成?

目前,汽车用动力电池基本上由以下5个系统组成:

1)  动力电池模块;

2)  结构系统;

3)  电气系统;

4)  热管理系统;

5 BMS

为了让大家更直观的了解电池PACK,以奥迪A3 Sportback-etron混合动力车的PACK为例。


 

因为新能源动力电池这个圈子太小,笔者自家的电池PACK就不(害)要(羞)秀了。

因此,在产品开发前期,E-BOM中的零件层级就是按照上述几个系统分类的。

说到E-BOM,笔者简单讲解下E-BOM和M-BOM 两者的区别(很多工程师分不清)。

1)E-BOM :Engineer-Bill of material  工程零件清单,主要是产品设计部门将总成做成爆炸图,且炸到零件的最小层级,然后将子零件进行分类后逐一编制零件号,最后形成的一张清单。

一般公司工程部都有专门的E-BOM工程师,因为产品零件由于各种原因(比如产品质量改进,VAVE等),经常需要更改零件号,维护零件状态,并告知相关部门,因此需要专门的工程师来维护E-BOM。

2)M-BOM:Manufacture-Bill of material 制造零件清单,主要是制造部门根据现场的总成装配情况,确定需要哪些实物零件(参考E-BOM中的零件),然后将实物零件进行汇总,形成的一张清单。

通常M-BOM由工艺工程师来负责编制,维护及更新。物流部门的物料拉动是根据M-BOM来拉动的。

M-BOM来源于E-BOM,但是不等同于E-BOM。

说到这,估计有的人还是有点懵。别急,笔者拿模组举个栗子之后,就清楚了。


总而言之,E-BOM关注的是产品设计结构中的零件,而M-BOM关注的是制造现场的实物。

 以上述模块系统为例,在E-BOM中其实是有4个零件,4个零件号,但是如果模块系统全部由模块供应商供应,那么在M-BOM中就只有1个总成零件,1个零件号。如果上述的CMU和螺栓均是在电池PACK工厂完成装配,那么PACK的M-BOM中就有3种零件,3个零件号。


不多扯了,有点跑题了。回到本文的正题。


1)  动力电池模块系统

这个不用多说,如果把电池PACK比作一个人体,那么模块就是“心脏”,负责储存和释放能量,为汽车提供动力。

2)  结构系统

结构系统主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成,可以看作是电池PACK的“骨骼”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护(防水防尘)的作用。


3)  电气系统

电气系统主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”,将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中,低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。


4)  热管理系统

热管理系统主要有4类:风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例,热管理系统主要由冷却板,冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池PACK装了一个空调。

有的人会问,为什么电池需要热管理系统?其实很简单,因为电池充放电的过程实际上就是化学反应的过程,化学反应会释放大量的热量,需要将热量带走,让电池处于一个合理的工作温度范围内,以提高电池的寿命和可靠性。


5)  BMS

BMS:Battery management system 电池管理系统,可以看作是电池的“大脑”。主要由CMU和BMU组成。

CMU :Cell monitor Unit单体监控单元,负责测量电池的电压、电流和温度等参数,同时还有均衡等功能。(上图的模组图片右端的绿色电路板即CMU)。当CMU测量到这些数据后,将数据通过前面讲到的电池“神经网络”传送给BMU。

BMU:Battery  management Unit电池管理单元。

负责评估CMU传送的数据,如果数据异常,则对电池进行保护,发出降低电流的要求,或者切断充放电通路,以避免电池超出许可的使用条件,同时还对电池的电量、温度进行管理。根据先前设计的控制策略,判断需要警示的参数和状态,并且将警示发给整车控制器,最终传达给驾驶人员。

【顺带说下】:

为什么Tesla短短几年就能站在新能源汽车行业的巅峰?其出身既非电池生产商,又不是传统汽车生产商。很大的原因就在于其强大的软件和电子工程团队开发的BMS。

最后分享下:奔驰新能源电池制造视频

来源:新能源汽车动力电池制造技术