关于锂电池PACK工序的知识介绍
来源：宝鄂实业
2019-06-25 16:51
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锂电池的应用广泛，从民用的数码、通信产品到工业设备到军用电源等都在批量使用，不同产品需要不同的电压和容量，因此锂离子电池串联和并联使用情况很多，锂电池通过加装保护电路、外壳、输出而形成的应用电池称为PACK。PACK可以是单只电池，如手机电池、数码相机电池、MP3、MP4电池等，也可以是串并联组合电池，如笔记本电脑电池，医疗设备电池，通信电源，电动车电池，备用电源等。
1、PACK组成：
PACK包括电池组、保护板、外包装或外壳、输出（包括连接器），钥匙开关，电量指示，及EVA、青稞纸、塑胶支架等辅助材料这几项共同组成PACK。PACK的外特性由应用决定。PACK的种类很多。
3、PACK的特点
★ 有完整的功能，可直接应用。
★ 种类的多样性。同一应用需求有多种PACK能实现。
★ 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）。
★ 电池组PACK的循环寿命低于单只电池的循环寿命。
★ 在限定的条件下使用（包括充电、放电电流，充电方式，温度、湿度条件，振动情况，受力程度等）
★ 锂电池组PACK保护板要求有充电均衡功能。
★ 高电压、大电流电池组PACK（如电动车电池、储能系统）要求配备电池管理系统（BMS）、CAN、RS485等通迅总线。
★ 电池组PACK对充电器的要求较高，有些要求和BMS实现通迅，目的是使每只电池正常工作、完全发挥出电池储存的能量，并保证使用安全、可靠。
4、PACK的设计
★ 充分了解使用要求，如应用环境（温度、湿度、振动、盐雾等）、使用时间、充电、放电方式和电参数，输出方式，寿命要求等。
★ 按使用要求选择合格的电池和保护电路板，
★ 满足尺寸、重量的要求。
★ 包装可靠，满足要求。
★ 生产工艺简洁化。
★ 方案最优化。
★ 成本最低化。
★ 检测易实现。
5、使用注意事项！！！
★ 不可投入火中或接近热源使用！！！
★ 不可用金属将输出正负极直接连在一起。
★ 不可超出电池温度范围使用。
★ 不可用力挤压电池。
★ 用专用充电器或按正确的方法充电。
★ 电池搁置时请每三个月补充电一次。并按储存温度放置。
二、重要部件介绍
1、电池组
★ 组成：电池由单体电池通过并串联而成。并联增加容量，电压不变，串联后电压倍增，容量不变，如3.6V/10Ah电池由单只N18650/2Ah通过5并组成，36V/2Ah电池可由单只N18650/2Ah通过10串组成，36V/10Ah电池由单只N18650/2Ah通过5并10串组成。
★ 组合要求：并联及串联的电池要求种类一致、型号一致，容量、内阻、电压值差异不大于2%。本质是电池充电放电曲线的一致（动态一致性）。但很难做到，一般情况下，电池通过并联串联组合后，容量损失2%~5%，电池数量越多，容量损失越多。
★ 组合的实现：电池的组合通过二种方式实现，一是通过镍带点焊或激光焊接或超声波焊接，这是常用手段，优点是可靠性较好，但不易更换。二是通过弹性金属片接触，优点是不需要焊接，电池更换相对容易，缺点是可能导致接触不良。
★ 要求：电池组要符合用户使用时的工作时间要求、环境要求、振动要求、充电要求，寿命要求等。电池组不可单独使用（过充电、过放电、过电流均会损伤电池。），需要配备专用保护板方可使用。
2、保护板
★ 组成：保护板由保护IC，MOSFET，晶体管，电阻及电容和PCB及散热器件等组成。
★ 作用：保护电池工作于正常状态下。防止电池因过充电、过放电、短路等引起的电池失效及发生冒烟、起火、爆炸而产生的危险。
★ 具体功能：
A、过充电保护，不同体系的电池的过充电保护电压不同，一般情况下，磷酸铁锂的过充电保护3.65V~3.85V，钴酸锂、锰酸锂，三元材料锂电池过充电保护电压为4.2V~4.35V。
B、过放电保护，磷酸铁锂的过放电保护电压2~2.5V，其它三种锂电池为2.3V~2.9V。
C、短路保护。由IC和MOSFET的参数决定。不同IC和MOSFET的短路保护值不同。
D、过充电保护恢复电压。IC都有此功能，一般恢复电压低于保护电压0.1~0.2V。
E、过放电保护恢复电压。有些IC无此功能。过放电后需要通过充电来恢复。
F、短路保护延迟时间。一般十几毫秒。
G、均衡功能。有些应用需要均衡功能。因电池放电电流较大，均衡不易实现，目前多为充电均衡，均衡的目的是保证每只电池都能充满电，延长使用寿命，最大限度的发挥电池的作用。
★ 保护板的使用：
A 保护板靠近电池连接，锂电池不可脱离保护板单独使用。
B 注意保护板与电池间做有效的隔离，起绝缘和隔热作用。
C 多节保护板与电池安装连接时，按照先低电平后高电平的顺序连接。即先连接B-，然后B1、B2......B9，最后B+。见下图。拆下保护板时，与安装顺序相反。
★ 保护板的设计
作为一名合格的研发工程师，设计一款产品要实现最优化。即具有最高的性价比。保护板的设计要考虑如下几点：
A 设计要保证可靠性、工作稳定性。过流参数保留有至少30%的技术余量。
B 设计的产品要便于测试。
C 设计要便于生产和调试。工艺上要简化。
D 产品要便于安装。
E 设计要满足尺寸的要求。
F 设计要方便采购器件。使用器件不能太特殊。
G 设计要考虑成本。
H 设计要充分考虑散热及散热器件的放置。
I 设计要考虑环保要求。
