フレキシブルリチウム電池モジュール設計のポイント分析

バッテリーモジュールは、リチウムイオンバッテリーセルを直列および並列に組み合わせ、単一バッテリー監視および管理装置を設置した後に形成されるバッテリーセルおよびパックの中間製品として理解できます。 3 つの一般的なリチウム電池パッケージ形式の中で、ソフト パッケージ リチウム電池の単一エネルギー密度を達成するのが最も簡単ですが、モジュール設計に関しては、製品の全体的な安全性を考慮する作業が最も重要です。細胞活動の一部をモジュール構造に移すと言えます。

モジュール構成

フレキシブル バッテリーの典型的な基本コンポーネントには、モジュール制御ボード (BMS スレーブ ボードと呼ばれることが多い)、バッテリー セル、導電性コネクタ、プラスチック フレーム、コールド プレート、冷却パイプ、両端のプレス プレート、およびこれらを組み合わせた一連の留め具が含まれます。これらのコンポーネント。単一の電気コアを集めて一定の圧力を提供する機能に加えて、両端の押さえ板はパック内のモジュールの固定構造を設計することがよくあります。

構造設計


構造設計要件。信頼性の高い構造: 耐震性、動的耐性、疲労耐性。制御可能なプロセス: 過剰なはんだ付けや不完全なはんだ付けがなく、リチウム電池セルに 100% 損傷がないことを保証します。低コスト: PACK 生産ラインの自動化コストは、生産設備や生産ロスを含めて低コストです。分離が簡単: バッテリー パックはメンテナンスと修理が簡単で、コストが低く、バッテリー セルのカスケード利用率が優れています。熱暴走の急速な広がりを避けるために、必要な熱伝達の隔離を達成する必要があります。このステップはパック設計でも考慮できます。


熱設計

柔軟なコアの物理的構造により、爆発しにくいことが決まります。一般に、砲弾が耐えられる圧力が十分に高い場合にのみ、砲弾は爆発します。フレキシブルコアの内圧が高くなると、アルミプラスチックフィルムの端から圧力が逃げて液漏れが始まります。同時に、ソフトコアは数あるコア構造の中で最も優れたコアでもあります。


電気設計


低電圧および高電圧を含む電気設計。低電圧設計では、一般的にいくつかの機能を考慮する必要があります。バッテリーの電圧と温度の情報を、信号取得ハーネスを介してモジュールのスレーブ制御ボード、またはモジュールに取り付けられたいわゆるモジュール コントローラーに収集します。モジュール コントローラーは通常、イコライゼーション機能 (アクティブ イコライゼーションまたはパッシブ イコライゼーション、あるいはその両方) を備えて設計されています。少数のリレー オン/オフ制御機能をスレーブ制御ボードまたはモジュール コントローラー上で設計できます。モジュールコントローラとメイン制御基板をCAN通信で接続し、モジュール情報を送信します。

高電圧設計は主に、電気コアと電気コアの間の直列接続および並列接続、およびモジュールの外部部分を指します。モジュール間の接続と伝導モードが設計されます。一般に、モジュール間では直列接続モードのみが考慮されます。これらの高電圧接続は 2 つの要件を満たす必要があります。1 つは、電気コア間の導電性部品と接触抵抗が均等に分布している必要があります。そうでないと、単一の電圧検出が妨げられます。第二に、伝送路での電気エネルギーの無駄を避けるために、抵抗は十分に小さい必要があります。

安全設計


安全設計は 3 つの後方要件に分類できます。事故を起こさない優れた設計。そうでない場合は、事故が発生した場合に備えて、時間を反映するために事前に早めに警告を発することをお勧めします。障害が発生した場合の設計目標は、事故が急速に拡大するのを防ぐことです。

軽量設計

軽量設計の主な目的は、耐久走行距離を追求し、不必要な負担をすべて排除し、軽快に戦闘に臨むことです。そして、軽量化とコストダウンが両立できれば、さらに嬉しいことです。セルのエネルギー密度を向上させるなど、軽量化には多くの方法があります。詳細設計では、構造部材の強度を確保しながら軽量化を追求する必要があります（より薄い材料を選択する、プレートに大きな穴を掘るなど）。板金部品をアルミニウムに置き換えます。貝殻などには密度を下げた新素材を使用する。





標準化された設計





標準化は、大規模産業の長期にわたる追求でした。標準化は、コストを削減し、互換性を向上させるための基礎です。動力電池モジュールに関しては、カスケード利用という大きな目的もあります。とはいえ、現実にはまだモノマーが標準化されていないため、モジュールの標準化の距離はさらに遠くなります。