你知道动力电池单体如何组合成模组？模组如何组合成PACK吗？

动力电池是电动汽车关键技术。动力电池单体如何组合成模组？模组如何组合成PACK？目前普遍采用方法是焊接工艺。特斯拉电动汽车的PACK采用的就是激光焊工艺。大家对特斯拉电动汽车采用18650电池，认为并没有什么先进地方，但是对特斯拉的PACK采用的激光焊工艺水平比较高，纷纷点赞。

中国电动汽车动力模组、PACK成组也可以采用激光焊工艺，但是投入大高，质量把控中国目前做不到，普遍认为如果跟特斯拉学，风险极高。下面介绍工艺相对简单、投入不大、质量把控高、可靠性有保障的动力电池模组、PACK纯机械组装技术及实例，分享给同行。

一、电池模组、PACK焊接难点与不足

新能源汽车的发展对动力电池外观、电池容量、电池耐久性等都在不断提出新的要求，激光焊接自然是电池厂商首选生产设备之一。实践证明，其主要的接难点与不足如下：

①如果采用是侧焊工艺，焊接后可能会导致凸起，对后续工艺的装配会有些影响。因此侧焊工艺对激光器的稳定性、材料的洁净度和顶盖与壳体的配合间隙有较高的要求。

②如果采用顶焊工艺，对前道工序入壳及定位要求很高，对设备的自动化要求高。

③表面凸起、气孔、内部气泡是激光焊接的致命伤。目前基本上都铝壳电池，会面临焊痕表面凸起、气孔、炸火、内部气泡问题等。

④动力电池在焊接时是带电作业。无论采用什么焊接工艺，对锂电池而言，都会有不同程度的破坏作用，。

⑤动力电池单体生产过程中一致性控制要求极高，最后还要进行一致性筛选，如需单体电池再进入模组焊接。模组对焊接工艺的一致性要求更高，如果模组的一致性不能保障，前面单体一致性保障措施，没有一点意义。

⑥采用焊接工艺，后续电池梯度利用困难重重。可以说，如果后续的梯次利用，又用焊接工艺，模组的一致性已经没有办法保障了。

焊接工艺实例效果，（见图1）

图1 铝壳电池焊接工艺及效果

二、动力电池模组、PACK纯机械组装基本原理

其基本原理：大家比较熟悉的手电筒。1号电池即单体，2节（3节）电池负极接正极，用一个铝壳圆筒将节电池包裹起来，使其固定作业。对负载而言，一个正极、一个负极，两头用帽子拧紧即可。

动力电池模组原理与电筒是一样的，但在工程设计上有本质上的区别。模组每一个单体也是用圆筒座固定起来，即M个圆筒座将M个单体并联起来。在正极（负极）端用金属汇流排，将M个正极（负极）并起来即可。（见图2）

模组与模组的串联，再用导流板串联即可。

三、模组、PACK纯机械组装技术特点

①结构可靠：抗震动 抗疲劳；

②工艺可控：无过焊、虚焊，确保电芯100%无损伤；

③成本低廉：PACK产线自动化成本低，包括生产设备、生产损耗；

④易分拆：电池组易于维护、维修，低成本，电芯可梯次利用性好。

四、与焊接工艺比较比较分析

① 电芯无损伤，尤其是自放电方面；

②可全工段检测，模块质量可控；

③无发生焊点脱开，抗震动性能优 ；

④BOM成本低于正负极焊接工艺；

⑤投入低，设备自动化程度高；

⑥便于维护成本，电芯可梯次使用；

⑦模块内阻略低于正负极焊接工艺，远于铝丝超声焊。

五、动力电池模组、PACK纯机械组装全自动化产线实例

①适用于18650、21700、26650圆柱形电池；

②动力电池模组纯机械组装线（见图3）；

图3 动力电池模组纯机械组装线

③组装线设备清单

④实车250天、大于500次充放循环的电芯状态

对于当前的汽车市场来说，电池是无处不在。从智能手机到电动汽车，它们为许多带有未来印记的产品提供动力。但问题是电池充电后似乎永远都不够用，而且对环境的影响也相当大。

然而，来自加州理工学院（Caltech）、美国航空航天局（NASA）的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）和本田汽车（Honda）的一个全明星研究小组日前表示，他们已经开发出一种以氟化物为基础的电池，这种电池的能量密度可以达到传统锂离子电池的10倍，而且制造成本更低。

该研究小组12月7日发表在《科学》（Science）杂志上的一篇论文中对这种新型电池做了介绍。

据CNET报道，氟化物电池基本已问世有段时间了，但这种电池需要在300华式度(150摄氏度)左右的烤箱温度下才能正常工作。根据加州理工学院和（本田）公司介绍，新型氟化物电池可以在室温下发电。

本田研究院（Honda Research Institute）研究员、论文合著者克里斯托弗·布鲁克斯(Christopher Brooks)在一份新闻稿中表示，氟化物离子电池提供了一种很有前途的新型电池化学物质，其能量密度是现有锂电池的十倍。与锂离子电池不同的是，这种电池不会因过热而对安全构成威胁，而且与提取锂和钴的工艺相比，提取氟化物电池的原料对环境的影响要小得多。

此外，与为iPhone和特斯拉（Tesla）提供动力的锂离子电池不同，氟化物电池研究人员表示，这种电池不太可能会突然起火。

同样值得关注的是，新的电池技术容易受到大肆宣传。但与所有新技术一样，在实际应用中可能会遇到无法预料的障碍——而且，即使在最好的情况下，新产品上市通常也需要数年时间。

六、拓展应用

动力电池基本分为圆柱形、方形、软包装三大类。目前已经成功实现圆柱形电池模组、PACK纯机械组装。目前有关动力电池几何尺寸的国家标准已经发布。同理，方形、软包也是可以推广应用动力电池模组、PACK纯机械组装技术。这一技术的推广应用，其意义是不言而喻的。