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技术干货丨锂电池PACK时,先串后并还是先并后串?

技术干货丨锂电池PACK时,先串后并还是先并后串? 百耐信科技
2021-01-09
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导读:PACK包括电池组、铜排、镍片、保护板、外包装、输出(包括连接器),青稞纸、塑胶支架等辅助材料这几项通过串并联设计共同组成PACK锂电池组,而电池工程师在设计锂电池PACK时采用先串后并还是先并后串一


    PACK包括电池组、铜排、镍片、保护板、外包装、输出(包括连接器),青稞纸、塑胶支架等辅助材料这几项通过串并联设计共同组成PACK锂电池组,而电池工程师在设计锂电池PACK时采用先串后并还是先并后串一直是工程师们争论的焦点,那么我们一起来看看电池先串后并与先并后串的优缺点分析吧。


01

电池PACK串并联设计特点分析:


1、电池组PACK要求电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)。


2、电池组PACK的循环寿命低于单只电池的循环寿命。


3、在限定的条件下使用(包括充电、放电电流,充电方式,温度等)


4、锂电池组PACK成型后电池电压及容量有很大提高,必须加以保护,对其进行充电均衡、温度、电压及过流监测。


5、电池组PACK必须达到设计需要的电压、容量要求。


02

电池PACK先并后串与先串后并优缺点分析:


1、电池PACK先并后串的缺点:


A、并联由于内阻的差异、散热不均等都会影响并联后电池循环寿命。


2、电池PACK先并后串优点:

A、单个电池失效自动退出,除了容量降低,不影响并联后使用,并联工艺较严格。

B、并联中某个单位电池短路时,造成并联电路电流非常大,通常加熔断保护技术避免。


3、电池PACK先并后串先串后并优点分析:

A、根据整组电池容量先进行串联,如整组容量1/3,最后进行并联,降 低了大容量电池组故障概率。

B、电池PACK先并后串先串后并对于电池整组一致性有很好的帮助。



03

电池PACK先并后串与先串后并的共同特点:


1、要求电池一致性好。不管是软包装电池还是圆柱电池,都需要多串组合,如果一致性差,影响电池容量,一组中容量最低的电池决定整组电池的容量。


2、要求大电流放电性能,锂电池PACK设计先串后并还是先并后串好?电机起步电流是正常工作电流的3倍,大电流放电才能提高电机动力性能。


3、要求电池散热良好。电池数量较多,电池箱内部的电池温升不容易散出来,造成各电池间温度不均匀,放电特性不一,长久造成电池性能下降。


4、生产工艺水平高。电池要能承受颠簸路面的振动冲击。对生产工艺尤其是点焊工艺要求高。焊接完毕后进行测试以防虚焊、脱焊。

04

电池PACK先并后串与先串后并的线束要求:


    通常我们做电池PACK串并联时对线束也有一定的要求,主要是输出电流或者对接客户产品端口,正常串并联的线束按导线的作用分类可分为电源线、搭铁线、网络线、信号线等,而像6.4V应急灯锂电池组就是串联和并联同时使用。


    1、先并后串电源线:电源线指为各个电气负载提供36V以下的电源正负线。电源线的线径是根据导线截面积与载流量的匹配关系表初步确定导线截面积,参见表;实际设计时,截面积应留有余量,如负载电流为小于5A时,选1 mm²,实际负载为5—9A时,选1.5 mm²,依此类推,以保证由于线束老化或较高温度下的载流能力。


    2、在确定导线截面积时要考虑电压降和导线的发热,在下列情况下考虑线径加大:a)导线过长可适当将线径放大;b)导线经多个插接件转接后连接到用电器的情况,考虑端子电压降较大,可适当将线径放大。


    3、先串后并搭铁线:搭铁线的线径

A、对于单根导线的搭铁线根据电流选取线径导线。

B、搭铁线要求与底盘或车身骨架有良好接触。

C、搭铁点要求打磨光滑,无绝缘层覆盖。



深圳市百耐信科技有限公司


    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。


公司部分热销产品


01

双面自动点焊机:DH-20000RF/DH-20000RG


    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。


02

单面自动点焊机:DH-10000RF/DH-10000RG


    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。


03

逆变直流点焊机系列:WTB-5000/WTB-8000


    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。

04

自动分选机系列:FX-05C/FX-10D/FX-11A


    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!


05

百耐信- 自动青稞贴纸机 MD-480/MD-580


    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!


06

视觉CCD检测设备:CCD-5035B/CCD-5036B


    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。

07

百耐信- 动力电池组综合测试仪


    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。


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