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临时去准备一个很重要的任务,脑袋里面比较乱,我写下本文作为这个专项任务的开头,理一理思路然后美化一下材料。很多时候,作为一个旁观者,在学习、评审再到自己去着手做事的过程中,需要设定几部分内容来加深对一个主体的认知。对于电池模组而言,了解其过去的设计状态、内部的设计目标、现有的失效模式和机理,做出一个评价体系和评审条目,最终形成一个设计指南和设计黄线以及设计红线否决项。

如下图所示,在模组的细节一点点掌握过程中,我们需要把条目做细,然后对每个经手的模组在每个节点上进行定性和定量的比较。由于在实际运行项目中,往往是先出现电池系统的需求规格书,然后一层层细化到模组和单体下发,而在单体层面往往有很多的参数的优化和调整,实际的要求和各个层面的仿真、实验和验证,还是需要汇总来看的。

   

图1 模组设计需求罗列

如下图所示,在模组这一层,其实存在车企和电池单体企业的博弈过程,谁来主导做,谁来评审和实现,就涉及到谁比谁更懂电池系统了。

图2 模组这一层是承上启下的,电气化战略需要模组的技术战术方面予以支撑

我把上头的模组的整个大的需求实际分为4个部分

1) 模组设计需求:这部分主要是把单体的实际情况与Pack的需求衔接起来。在这里面主要包含

a)      结构设计需求

b)      热设计需求

c)      电气设计需求

d)      安全设计:这里主要包括模组所进行的各种安全实验

图3 模组的安全实验

这部分,我接下来单独每个部分来细节对比,本文作为总纲,就不涉及了。

PS:我后面主要理一下设计需求和对标的材料予以结合。

图4 第二代软包模组设计冲着扁平化、高比能量的方向走

备注:第二代软包设计,电池企业占据一个身位,电池发展太快,特性变化有点多

2) 制造工艺需求

我这里主要谈的是软包,所以就大的软包的制造工艺,我们可以分解成单体=》受保护的电池盒(我们可以认为是单体【Cell】和外框【Frame】有机的整合在一起),然后采取堆叠形成一个模组的雏形,以固定的模式(长螺钉、绑带、外框架焊接等方式)形成内部的压力。通过Busbar焊接形成稳定的电气连接,然后布置采样线和焊接工艺,在电气上把信号传输出来,如果有CMU装上之后进行模组EOL测试。

3) 模组维修考虑

这里主要是指两个阶段,在产线内的返修工艺和后续的售后维修工艺。这里的核心是分解模组的各个功能部分,考虑其强度和寿命特性。由于装入电芯之后,整个模组的价值和其他附件的价值,就存在了N倍的差异。这里需要考虑整个可维修性和分解各个部分的内容。

简单来说,就是把BOM里面的每个部件拿出来校核失效率、强度和可用寿命,然后分别评估每个寿命的合拍程度,特别是不具备维修特性,焊接死的那部分,可以给它预留一个较高的成本来换更好的材料。

表1 模组BOM拆解

4) 模组梯次利用考虑

不管是光储充,还是移动充电宝甚至是低速移动小车的考虑,模组从车用的EOL过渡到下一步应用场景使用的BOL,再完成下一个场景的EOL,这个过程设计到环境的变更,使用信息的过渡。我们在上一部分的模组设计寿命的基础上,需要考虑进一部分费用增减来实现这个场景的可能性。这个过程我们需要设计一个模组再使用的技术检查和参数检查。

我第一次感觉自己做不好的话,眼前的前景一片灰暗,压力好大啊。周末在家加班成常态了

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