技术干货丨锂电PACK基础入门之保护板的基本测试

锂电PACK

    电池组的基本构造由锂电芯、电池保护板、壳体三部分构成。

1．锂电芯：锂电芯是电池组最重要的构成部分，是能量转换的载体。比较常见的为圆柱18650锂电芯和软包聚合物电芯。

锂电芯的主要参数有：容量、内阻、循环寿命等。

2．电池保护板：电池保护板是保障锂电芯正常的运行，防止不正常事故发生的电子功能模块。

    关键构成是IC和MOS管。

    IC是监控锂电芯工作电压的元器件，MOS管是一个控制开关。在整个控制模块中，IC利用监测运行电路的工作电流和锂电芯两端的工作电压来操控MOS管的控制开关情况，进而控制充放电电路，实现防止电池组过充,过放或过流的目地。

    电池保护板的主要参数有：过充保障工作电压、过充保障恢复工作电压、过放保障工作电压、过放保障恢复工作电压，短路保护工作电流，自耗工作电流，内阻等。

    以上参数可利用专用设备或模拟电路精确测量。

3．壳体：壳体是把锂电芯和电池保护板固定在一块，封密并与主机完成相互配合功能的壳体。

    壳体常分为底壳和面壳。

    一般地与主机相互配合后，外漏在外面的为面壳，另一个为底壳。

    壳体常用材质有：ABS、ABS+PC、PC等。

    衡量壳体的关键指标有：顏色、材质、相互配合、机械强度等。

    本文关键叙述电池保护板的基本测试方法：

    深圳市百耐信科技科技有限公司是一家集研发、制造、销售与技术服务为一体的国家高新技术企业。公司2010年成立于深圳市，经近十年的发展建立并健全了高质量的目标管理体系，专门为新能源锂电组装以及制造领域提供整套的生产设备与技术服务。公司秉承百分百投入，耐心服务，值得信赖的经营理念，不断开拓创新，拼搏进取，我们致力于成为优秀的新能源锂电池组装设备与技术服务商。

    随着18650电池在新能源领域的广泛应用，自动化设备成为电池企业核心竞争力之一。作为国内设备企业的代表企业，百耐信科技根据电池模块组的特点，自主开发了锂电池PACK自动化装配线系统：该系统集成了锂电池贴纸系统、分选测试系统、电池组自动组装系统、CCD视觉识别系统、自动点焊系统。选用全自动上料、自动分选机构，保证产品采用电芯一致性的同时，可全自动扫描获取电芯条形码，并与PACK条形码做好等级划分然后绑定和记录，结合MES系统能够完整追溯产品生产制造的数据信息。

    现阶段该装配线已实现电池及模组在上料、分捡、组装、焊接、测试等环节的全过程自动化，节奏稳定。现阶段在生产关键步骤中增加了自动检测系统、自动校验、自动处理系统，完全使用机械手替代了传统式人工的繁杂作业，确保了产品品质的稳定性。目前实际运营数据表明，生产线整体运行安全稳定、处理效率高、生产产品品质稳定。

    该系统具有对整个生产制造过程的所有测试数据进行采集和管控统计，让计划层和控制层进行信息交互，实现对生产过程中的测试结果和数据进行有效追踪和品质管控，真正实现锂电池组组装生产的信息化和自动化的“两化”融合，使锂电池组组装向“工业4.0”迈进。

    本系列产品为双面自动焊机，效率高；采用9轴纯电动伺服电机，支持阵列与非阵列电池组快速编程。编程界面操作简单，支持CAD导图，阵列，手动三种；并支持任一点位编程和阵列编程，可存储编程文件任意组。且支持断点启动功能。

    独家定制的可旋转180°焊头，焊头轻巧，有效防止因焊头过重导致焊接电池变形、漏液问题。旋转焊头结构可支持异型电池组及有效纯镍片粘针问题。焊头采用水循环散热，能有效降低焊针损耗，提升焊接效果。

    本系统具备焊针使用次数记录、报警、与清零功能。支持焊针更换预报提醒，19寸显示屏，搭配工控机，可实时将焊接参数及异常焊点采集并显示出来，并可实时采集焊接结果。自带焊接电流监控系统，有效杜绝虚焊、假焊现象。具备对焊点的假焊、漏焊监测记录，焊接的所有参数都可追溯跟踪，方便数据管理。

    可单独调节单点焊、两点焊、三点焊，并且两点焊与三点焊的间距可调节。焊针压力亦可独立调节。并且支持同时切换焊接能量、正负极焊接能量切换功能。

    本产品采用纯电动伺服电机，支持阵列与非阵列电池组快速编程。编程界面操作简单，支持CAD导图，阵列，手动三种；并支持任一点位编程和阵列编程，可存储编程文件任意组。且支持断点启动功能。

    独家定制的可旋转180°焊头，适用点焊任意角度镍片分流槽方向，焊头轻巧，有效防止因焊头过重导致焊接电池变形、漏液问题。旋转焊头结构可支持异型电池组及有效纯镍片粘针问题。焊头采用水循环散热，能有效降低焊针损耗，提升焊接效果。

    本系统具备焊针使用次数记录、报警、与清零功能。支持焊针更换预报提醒，19寸显示屏，搭配工控机，可实时将焊接参数及异常焊点采集并显示出来，并可实时采集焊接结果。自带焊接电流监控系统，有效杜绝虚焊、假焊现象。具备对焊点的假焊、漏焊监测记录，焊接的所有参数都可追溯跟踪，方便数据管理。

    可单独调节单点焊、两点焊、三点焊，并且两点焊与三点焊的间距可调节。焊针压力亦可独立调节。并且支持同时切换焊接能量、正负极焊接能量切换功能。

    可选配焊头内置进口压力传感器，可实时监控压力值及自动追踪补偿，保证焊接过程中焊接压力一致性。

    本公司逆变直流点焊机系列均采用数字化设置焊接参数，通过键盘操作清晰明了，方便快捷操作简易。可支持10组焊接参数的存储，方便多种焊接品种的快速切换。支持焊接电流锁定技术，防止电网电压波动影响焊接电流。

    本公司逆变直流点焊机系列的逆变桥采用软开关技术，可大幅减少开关损耗以及减小电磁干扰。并且支持电流异常的声光报警，监控值超限、网压超限、过热等故障诊断与报警功能，能有效的防止虚焊、假焊现象。支持DSP芯片控制，具有恒压指令输出和恒电流输出两种工作方式。且支持技术功能，可对焊接次数进行统计，方便了解工作效率。

    本公司自动分选机系列产品自带高精密内阻、电压、自动测试系统。设备能根据设定好的内阻电压值，将电芯精准的送到指定的档位。并且分选速度快，稳定性高，可使每颗锂电池性能高度一致。大料斗可上500支电芯，生产效率大大提高。

    本司自动分选机系列操作界面简单明了，易于操作，设计非常人性化。并且支持与自动贴青稞纸机对接使用，可大大节约人工，提高效率。可适用电池型号包括：18650、26650、21700、32650、18730.。适配性非常强！

    本公司贴纸机产品采用伺服电机运动控制器与气动控制相结合，冲压刀模不粘胶，能循环工作，青稞纸贴合牢固，贴合一致性很好，可提高后期自动化点焊效率。

    本贴纸机投放电芯料斗可一次性上500支电芯，自动化上料，使得工作效率高。并且采用7寸触摸屏设计，调试简易操作方便。每个按钮清晰明了，分类清楚，方便调试与操作。单此冲垫4PCS，可与自动分选机对接使用，大大节约人工。可适用电池型号包括：18650、26650、21700、32650、18730.。适配性非常强！

    本公司视觉CCD检测设备可通过CCD视觉识别方式判定电池组的电芯不同方式组合后电芯正负极的正反方向，并输出判定结果。以便快速确认所有电池组的全部电芯的正负极摆放是否正确。并且可支持自动启动及手动启动模式。

    该设备采用1000万像素高清定焦镜头，设备的最大检测范围为500mmx360mm，该设备编程简单便捷，可根据电芯的不同组合方式设定判定标准，可存储编程文件任意组。检测性能稳定可靠，效率高，可大大提供生产效率并降低错误率。

    百耐信-动力电池组综合测试系统功能支持：充电激活、单串压差测试、单串内阻差测试、充电电压、充电电流、充电△V充电DCR测试、充电过流保护、交流内阻（ACR）测试、直流内阻（放电DCR）、放电电压、放电电流、放电△V、放电过流保护、放电过流恢复、短路保护功能、短路激活充电等多项综合功能测试。

    综合测试仪电池放电电流增加两个档位，能快速看出两个测试结果差距。并且可以根据电池属性不同，在过流测试时，如果达不到过流测试起始电流，电池将自动进入保护状态。综合测试仪支持设置测试电流上限，电池过流测试达到设置值之后自动退出测试，防止大电流烧坏电池。 

    锂电池的不一致性的危害我们都很熟知：容量损失、寿命损失、内阻增大，而为了应对电池的不一致性除了在电池组组装之前进行精细的分选，再有就是综合测试仪中动态压差的测试功能，就是为了检测出电池组充放电的一致性。

    综合测试系统100V/400A/500A系列可细分为100V100A、100V200A、100V300A、100V400A、100V500A、100V600A五个档位，分别支持的放电电流及过流测试最大电流为100A、200A、300A、400A、500A、600A。

    综合测试仪是针对动力电池组的生产检测需要，研发专用于可充电池综合检测，测试仪可以对电池的一些参数做一个定量的精确的测量，可以测量电池的开路电压，内阻，充电，放电性能，电池容量特别针对锂电池的功能还有过充电保护，过放电保护，过电流保护，短路保护等功能，并测出过相应的数值，极大的方便了电池的生产和售前售后服务工作，采用非常简单的几个步骤就可以直观的判断电池的性能和好坏，同时也具有快速筛选的功能，可以设定测量参数的上限和下限，可以容易的从一批电池成品中快速检测出不良电池，提高了生产效率。