电池PACK设计方案

嘉德能源多串并电芯、BMS设计、结构设计、测试与验证及制造能力总结

• 本文档主要介绍了嘉德能源在多串并电芯、BMS设计、结构设计、测试与验证及制造能力等方面的技术方案和能力。
• 你能获得：快速了解嘉德能源在电池Pack方案上的能力，为产品设计和选型提供参考。

核心内容：

1. 电芯选型与配组：

• 根据使用场景选择电芯形状和体系，小体积选圆柱或聚合物，大体积选方形；高容量选三元，重成本选磷酸铁锂。

• 严格配组标准：电压（三元3-10mV，磷铁1-5mV），内阻（规格值5-15%），容量（规格值1-3%）。

  • 详细解释：电芯的选择需要综合考虑能量密度、安全性、一致性、循环寿命、重量、体积和成本等因素。配组标准的严格控制是保证电池Pack性能和寿命的关键。

2. BMS设计：

• BMS器件选型：根据产品定位（高端、中端、低端）选择合适的IC、MOS和二级保护器件。

• BMS设计方案：空板铜厚45-70um，电流线路增加锡膏开窗降内阻；电流线过孔数按电流/0.5设计；MOSFET并联需分档VGS(th)；Vds耐压高于电芯串联数n*6V；感性负载加快恢复二极管和RC电路；容性负载选用带预放电的IC或电路。

  • 详细解释：BMS是电池Pack的核心，负责电池的保护、监控和管理。BMS设计需要综合考虑成本、性能和安全等因素。
  • 行动建议：在BMS设计时，要充分考虑应用场景和电池特性，选择合适的器件和方案。

3. 结构设计：

• 聚合物电芯需外壳保护或灌胶，增强防震；串联电芯紧挨要加绝缘纸；18650禁激光焊接，只允许电阻焊；运动设备镍片应缓冲设计；恶劣环境BMS需涂三防胶；铝壳电芯组件与外壳结合部位增加EV泡棉。

  • 详细解释：结构设计是保证电池Pack安全和可靠性的关键。结构设计需要考虑电芯的固定、绝缘、散热和防震等因素。
  • 行动建议：在结构设计时，要充分考虑应用场景和电池特性，选择合适的材料和工艺。

4. 测试及验证：

• 安规要求：自由跌落、提把强度、电池浸水、盐雾试验、阻燃性、挤压、加速度冲击、振动等。

• 不同产品验证差异：智能洗地机、专业摄像机、无人机类电池等参考标准和测试项数量不同。

  • 详细解释：测试与验证是保证电池Pack安全和性能的重要手段。
  • 行动建议：在产品设计阶段就要充分考虑测试与验证的需求，确保产品符合相关标准和要求。

5. 制造能力：

• 自动化生产线：激光自动生产线、自动移印喷码线等。

• SMT车间：具备SMT贴片能力。

  • 详细解释：自动化生产线和SMT车间是保证电池Pack生产效率和质量的重要保障。

问答

Q: 如何选择合适的BMS方案？

A: 选择BMS方案需要综合考虑成本、性能、安全和功能等因素。例如，低成本应用可以选择充放电同口，带二次过充保护的方案；高精度电量显示的应用可以选择带电量计和通讯功能的方案。

Q: 结构设计中，如何提高电池Pack的安全性？

A: 可以通过以下措施提高电池Pack的安全性： - 聚合物电芯增加外壳保护或灌胶。 - 串联电芯紧挨要加绝缘纸。 - 18650禁止激光焊接，只允许电阻焊。 - 运动设备镍片应缓冲设计。 - 恶劣环境BMS需涂三防胶。 - 铝壳电芯组件与外壳结合部位增加EV泡棉。

Q: 如何进行电池Pack的测试与验证？

A: 电池Pack的测试与验证需要参考相关的标准和要求，例如中国的GB标准、北美的UL标准和欧洲的CE标准。测试项目包括自由跌落、提把强度、电池浸水、盐雾试验、阻燃性、挤压、加速度冲击和振动等。