鉅大LARGE | 點擊量：2548次 | 2021年08月17日
動力鋰離子電池PACK總成由什么系統(tǒng)組成？
在講動力鋰離子電池PACK制造技術(shù)之前，我們可以簡單了解下，動力鋰離子電池PACK總成由什么系統(tǒng)組成，每個系統(tǒng)又由什么零件組成？
目前，汽車用動力鋰離子電池基本上由以下5個系統(tǒng)組成：
1）動力鋰離子電池模塊；
2）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；
3）電氣系統(tǒng)；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4）熱管理系統(tǒng)；
5）bMS；
為了讓大家更直觀的了解電池PACK，以奧迪A3Sportback-etron混合動力車的PACK為例。
因為新能源動力鋰離子電池這個圈子太小，筆者自家的電池PACK就不(害）要（羞）秀了。
因此，在產(chǎn)品開發(fā)前期，E-bOM中的零件層級就是按照上述幾個系統(tǒng)分類的。
說到E-bOM，筆者簡單講解下E-bOM和M-bOM兩者的差別（很多工程師分不清）。
1）E-bOM：Engineer-billofmaterial工程零件清單，緊要是產(chǎn)品設(shè)計部門將總成做成爆炸圖，且炸到零件的最小層級，然后將子零件進(jìn)行分類后逐一編制零件號，最后形成的一張清單。
一般公司工程部都有專門的E-bOM工程師，因為產(chǎn)品零件由于各種原由（比如產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)，VAVE等），常常要更改零件號，維護(hù)零件狀態(tài)，并告知相關(guān)部門，因此要專門的工程師來維護(hù)E-bOM。
2）M-bOM：Manufacture-billofmaterial制造零件清單，緊要是制造部門依據(jù)現(xiàn)場的總成裝配情況，確定要什么實物零件（參考E-bOM中的零件），然后將實物零件進(jìn)行匯總，形成的一張清單。
通常M-bOM由工藝工程師來負(fù)責(zé)編制，維護(hù)及更新。物流部門的物料拉動是依據(jù)M-bOM來拉動的。
M-bOM來源于E-bOM，但是不等同于E-bOM。
說到這，估計有的人還是有點懵。別急，筆者拿模組舉個栗子之后，就清楚了。
總而言之，E-bOM關(guān)注的是產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)中的零件，而M-bOM關(guān)注的是制造現(xiàn)場的實物。以上述模塊系統(tǒng)為例，在E-bOM中其實是有4個零件，4個零件號，但是倘若模塊系統(tǒng)全部由模塊供應(yīng)商供應(yīng)，那么在M-bOM中就惟有1個總成零件，1個零件號。倘若上述的CMU和螺栓均是在電池PACK廠完成裝配，那么PACK的M-bOM中就有3種零件，3個零件號。
不多扯了，有點跑題了?；氐奖疚牡恼}。
1）動力鋰離子電池模塊系統(tǒng)
這個不用多說，倘若把電池PACK比作一個人體，那么模塊就是“心臟”，負(fù)責(zé)儲存和釋放能量，為汽車供應(yīng)動力。
2）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)系統(tǒng)緊要由電池PACK上蓋、托盤、各種金屬支架、端板和螺栓組成，可以看作是電池PACK的“骨骼”，起到支撐、抗機械沖擊、機械振動和環(huán)境保護(hù)（防水防塵）的用途。
3）電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)緊要由高壓跨接片或高壓線束、低壓線束和繼電器組成。高壓線束可以看作是電池PACK的“大動脈血管”，將動力鋰離子電池系統(tǒng)心臟的動力不斷輸送到各個要的部件中，低壓線束則可以看作電池PACK的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，實時傳輸測試信號和控制信號。
4）熱管理系統(tǒng)
熱管理系統(tǒng)緊要有4類：風(fēng)冷、水冷、液冷、相變材料。以水冷系統(tǒng)為例，熱管理系統(tǒng)緊要由冷卻板，冷卻水管、隔熱墊和導(dǎo)熱墊組成。熱管理系統(tǒng)相當(dāng)于是給電池PACK裝了一個空調(diào)。
有的人會問，為甚么電池要熱管理系統(tǒng)？其實很簡單，因為電池充放電的過程實際上就是化學(xué)反應(yīng)的過程，化學(xué)反應(yīng)會釋放大量的熱量，要將熱量帶走，讓電池處于一個合理的工作溫度范圍內(nèi)，以提高電池的壽命和可靠性。
5）bMS
bMS：batterymanagementsystem電池管理系統(tǒng)，可以看作是電池的“大腦”。緊要由CMU和bMU組成。
CMU：CellmonitorUnit單體監(jiān)控單元，負(fù)責(zé)測量電池的電壓、電流和溫度等參數(shù)，同時還有均衡等功能。（上圖的模組圖片右端的綠色電路板即CMU）。當(dāng)CMU測量到這些數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)通過前面講到的電池“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”傳送給bMU。
bMU：batterymanagementUnit電池管理單元。
負(fù)責(zé)評估CMU傳送的數(shù)據(jù)，倘若數(shù)據(jù)異常，則對電池進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出降低電流的要求，或者切斷充放電通路，以戒備電池超出許可的使用條件，同時還對電池的電量、溫度進(jìn)行管理。依據(jù)先前設(shè)計的控制策略，判斷要警示的參數(shù)和狀態(tài)，并且將警示發(fā)給整車控制器，最終傳達(dá)給駕駛?cè)藛T。
順帶說下：
為甚么Tesla短短幾年就能站在新能源汽車行業(yè)的巔峰？其出身既非電池加工商，又不是傳統(tǒng)汽車加工商。很大的原由就在于其強大的軟件和電子工程團(tuán)隊開發(fā)的bMS。
從新款沃藍(lán)達(dá)bMS架構(gòu)看將來bMS發(fā)展趨勢
目前大部新能源車型，bMS架構(gòu)采用主從結(jié)構(gòu)，主板和從板的各自的功能基本同質(zhì)化，想從功能上突出bMS的亮點，越來越困難，bMS非得走精細(xì)化管理才能在在這個白熱化市場堅持下來。
從板緊要功能：
·cell單體電壓采集
·Cell單體溫度采集；busbar溫度采集
·均衡
·相關(guān)診斷功能
主板的緊要功能：
·SOx估算
·熱管理
·繼電器控制及診斷
·絕緣測試
·HVIL測試
·電池保護(hù)
在youtube上一直關(guān)注weberstate的內(nèi)容，最近更新了一個2018款沃藍(lán)達(dá)電池高壓系統(tǒng)的講解視頻，有很多有意思的內(nèi)容，兩個多小時。個人對bMS的電氣系統(tǒng)比較感興致，將其中的一些內(nèi)容做了一個簡單的筆記。下面這個圖是Volt的bMS控制器，GM叫做batteryEnergyControlModule(bECM)。GM的bECM有8個連接器，#1-6接入電芯采樣信號（2018款Volt電池組2p96s，采樣線路采用柔性線路板）；#7連接器接入電流采樣信號及7個溫度采樣信號；#8連接器接入整車CAN，GMLine，12Vpower/Gound，鑰匙點火信號。
下面這張圖是bECM在電池組中的位置
下圖是batteryrealyassembly的正面，校長在他的一篇文章里面有具體的解析。這里我談?wù)劦蛪旱男盘柦涌?，最下一排灰色的連接器的輸入信號有所有繼電器的控制信號，整車CAN信號，高壓互鎖信號（HVIL）。這個連接器與Volt混合動力控制器HPCM（hybirdpowertraincontrolmodule）相連。
黑色的連接器的輸入信號有GMLine，12Vpower/ground，auxiliaryheater控制信號（這個auxillaryheater阻值17.2歐姆，筆直用355V電池組供電，加熱功率大概7kW左右）。
這個是batteryrealyassembly背面，下面的黑色連接器有電流采樣，溫度采樣，最下面的一個連接器與bECM連接。
GM的這個bMS架構(gòu)，將部分傳統(tǒng)bMS功能集成了HPCM中，如繼電器控制，絕緣測試還有HVIL測試等，bMS只保留了基本的功能，cell單體采樣，溫度采樣，電流采樣，SOx等功能。從這個視頻中，還沒有看到繼電器等高壓采樣信號是由bECM負(fù)責(zé)還是HPCM負(fù)責(zé)，這關(guān)系到繼電器粘連診斷，繼電器狀態(tài)確定等功能，不清楚GM是怎么解決這部分功能的。
站在更高的角度看，主機廠可以將不同的功能分配給不同的控制器，比如繼電器控制，可以分配給bMS也可以分配給整車控制器或者混和動力控制器，不同的主機廠集成能力不相同，考慮問題的角度也不相同。
