全球电池资讯汇总：2025年第三季度

BatPaC模型概览BatPaC采用用户自定义的电池组性能要求，在对实验数据需求最小的情况下，逐个电池组设计满足要求的电池。然后将设计信息与制造成本模型相结合，以确定电池组的总成本。图1.1显示了这个过程的概览。一般来说，BatPaC首先根据用户输入(例如，电池组功率、电池组能量、快速充电要求、物理约束等)计算电池、模块和电池组设计。接下来，来自设计的信息和约束用于确定电池组的电池管理和热管理系统。电池管理和热设计的结果用于确定电池组的最终结构。最后，BatPaC确定制造成本、可回收数量和包装的总成本。请注意，尽管示意图指出了电池组功率、电池组能量、设计输入和约束馈送到电池设计中，但这些参数中的许多都在整个BatPaC模型中传播。电池设计概览用于电动汽车的电池组由许多单元组成，以串联和并联的组合形式连接在一起，以达到所需的电池组电压、能量和功率要求。BatPaC计算电池组的质量、尺寸和成本，假设电池组由包含软包电池的模块组成。图2.1提供了电池组中元素的概述。关于这些组件的详细信息将在下一小节中提供。电芯是电池组的基本组成部分。它含有所有的活性物质。BatPaC假设一个软包电池，这表明了电池的外壳类型和形状因素。下一层是模块，它包含多个电芯。这些电芯可以串联或并联组合起来。该模块还包含铝制热导体，用于热管理，模块管理控制系统，端子和外壳。图2.1中的模块在一侧打开，以显示堆叠在其中的电芯。在BatPaC设计中，该模块完全封闭在电芯周围。接下来，BatPaC假定多个模块放置在一个行机架中。排架提供结构支持，以保持对模块的压缩。它还包括冷却板来管理模块中电芯产生的热量。最后，BatPaC假设所有的行机架都连接起来形成整个电池包。完整的电池包包括完整的电池管理系统和热管理系统的附加功能。母线和端子也包括为从电池包吸取电力。成行的模块和成行内的模块可以串联或并联组合，以达到所需的分组电压。请注意，独特的设计决策将导致此处描述的通用电池包结构的修改，即电池包仅包含一个模块或一行模块。关于BatPaC如何适应这些独特设计的详细信息将在第5节中提供。BatPaC包含四种默认车型：轻度混合动力(mildHEV)、大功率混合动力(HEV-HP)、插电式混合动力(PHEV)和全电动(EV)汽车。BatPaC对所有类型的车辆采用图2.1所示的相同的通用电池包格式。也就是说，所有车辆电池包都由包含软包单元的模块组成。BatPaC修改了电池和电池组的设计，以满足这些车辆中电池所需的不同功能。表2.1概述了每种车辆类型的重要特征。有关如何修改BatPaC计算以考虑这些特性的详细信息，请参见第4.2节(概述)、4.3节(包配置)、5.7节(设计输入)和9.2.3节(成本)。电芯设计BatPaC使用软包作为电芯格式。电芯大小的完整解释在5.2节中提供。图2.2显示了该电芯的主要特征。该电池由覆盖在集流器上的正极和负极组成，两层之间有隔膜。图2.2a显示了袋内单个正负极组的示意图，图2.3显示了详细视图。单个正负极组包含，一个正极箔两侧涂有正极，一个负极箔两侧涂有负极，以及两个隔膜。正极和负极是含有大量活性材料、碳导体和粘结剂的复合材料。活性物质在图2.3中用大球体表示。由于电极的厚度(μm)远远小于实际电池的长度(cm)，因此图2.2a中的原理图是不可缩放的。该原理图演示了隔膜如何重叠电极以防止短路。这种重叠的确切尺寸(以及电极的尺寸)将在5.2.5节中更详细地讨论。该原理图还强调了正、负箔如何延伸过去的涂层电极区域，以提供电流收集。在电芯中，数十到数百个正负极组堆叠在一起，并通过集流体焊接到正负极片上(见图2.2b)。然后将整个焊接堆栈插入由聚合物涂层铝组成的硬袋中，填充电解质并密封。正面和负面标签延伸出密封袋，用于电气连接(见图2.2c)。模组设计BatPaC v5.0假设电池包中的所有电芯都包含在模组中。将电芯包含在模组中有几个优点，而不是将独立的电芯放在电池组中。这些优势包括更容易制造、更容易扩展、更高的安全性和更好的监控。图2.4提供了模组中所有组件的概述。模组中的电芯彼此堆叠在一起，每个电芯之间放置一个铝热导体。正面和背面的互连面板用于连接正极和负极标签从每个电芯。两个面板都包含电芯互连。互连被焊接到电芯极耳上，可以配置成串联或并联连接电芯(见图2.5)。前互连面板还包括连接模组端子的标签。模组端子用于模组间的连接。在前互连面板附近留出一个空间用于模组管理单元，该模块管理单元与更大的电池管理系统捆绑在一起(参见第7节)。整套组件(电芯、铝导体、互连和模组管理)包含在一个外壳内。BatPaC认为外壳是钢制的。组件紧密配合在外壳内，因此在电芯周围的铝热导体和外壳壁之间有直接接触。这是冷却系统有效工作所必需的(见第8节)。外壳还包括气体释放装置(未示出)，以在单元故障时保护系统。模组列设计BatPaC v5.0假定在构造电池包之前所有模组都放在模组列中。图2.6提供了进入模组列的所有组件的细节。多个模组使用模组互连连接，并在模组之间放置聚合物垫进行支撑。图2.6中所示的模组互连是所有模组串联连接的示例。在电池包内的模组之间可以进行其他并联和串联连接，第5.5.2节将详细介绍这些选项。此外，模组互连在图像中显示为金属，但在电池包内是绝缘的。该模组列还包含由冷却剂面板、入口、出口和面板之间的连接管组成的冷却系统。BatPaC假定冷却剂面板是由不锈钢制成的，以提供结构支撑和抵抗冷却剂的腐蚀。注意，BatPaC v5.0假设所有电池包都是液体冷却的。模组列还包括结构支撑系统，包括上下支撑通道、侧轨和约束板。BatPaC假定这些部件是由不锈钢制成的。约束板用于对电芯提供压缩。电芯在模组内定向，以对电芯的最大面施加压缩。结构支撑系统包括冷却剂面板和模块，以形成模组列。请注意，图2.6旨在显示模组列内的主要系统，并没有指示预期的组装顺序。(未完待续~)小明来电⚡为你充电，我们下期再见，拜拜~来源：小明来电