鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1727次 | 2018年12月12日
動(dòng)力電池PACK總成的組成
在講動(dòng)力電池PACK制造技術(shù)之前,我們可以簡單了解下,動(dòng)力電池PACK總成由哪些系統(tǒng)組成,每個(gè)系統(tǒng)又由哪些零件組成?
目前,汽車用動(dòng)力電池基本上由以下5個(gè)系統(tǒng)組成:
1)動(dòng)力電池模塊;
2)結(jié)構(gòu)系統(tǒng);
3)電氣系統(tǒng);
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(dòng)力車的PACK為例。
因?yàn)樾履茉磩?dòng)力電池這個(gè)圈子太小,筆者自家的電池PACK就不要秀了。
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(gè)系統(tǒng)分類的。
說到E-BOM,筆者簡單講解下E-BOM和M-BOM兩者的區(qū)別(很多工程師分不清)。
1)E-BOM:Engineer-Billofmaterial工程零件清單,主要是產(chǎn)品設(shè)計(jì)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?yàn)楫a(chǎn)品零件由于各種原因(比如產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn),VAVE等),經(jīng)常需要更改零件號,維護(hù)零件狀態(tài),并告知相關(guān)部門,因此需要專門的工程師來維護(hù)E-BOM。
2)M-BOM:Manufacture-Billofmaterial制造零件清單,主要是制造部門根據(jù)現(xiàn)場的總成裝配情況,確定需要哪些實(shí)物零件(參考E-BOM中的零件),然后將實(shí)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(dòng)是根據(jù)M-BOM來拉動(dòng)的。
M-BOM來源于E-BOM,但是不等同于E-BOM。
說到這,估計(jì)有的人還是有點(diǎn)懵。別急,筆者拿模組舉個(gè)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(jì)結(jié)構(gòu)中的零件,而M-BOM關(guān)注的是制造現(xiàn)場的實(shí)物。以上述模塊系統(tǒng)為例,在E-BOM中其實(shí)是有4個(gè)零件,4個(gè)零件號,但是如果模塊系統(tǒng)全部由模塊供應(yīng)商供應(yīng),那么在M-BOM中就只有1個(gè)總成零件,1個(gè)零件號。如果上述的CMU和螺栓均是在電池PACK工廠完成裝配,那么PACK的M-BOM中就有3種零件,3個(gè)零件號。
不多扯了,有點(diǎn)跑題了?;氐奖疚牡恼}。
1)動(dòng)力電池模塊系統(tǒng)
這個(gè)不用多說,如果把電池PACK比作一個(gè)人體,那么模塊就是“心臟”,負(fù)責(zé)儲存和釋放能量,為汽車提供動(dòng)力。
2)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要由電池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(jī)械沖擊、機(jī)械振動(dòng)和環(huán)境保護(hù)(防水防塵)的作用。
3)電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)主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(dòng)脈血管”,將動(dòng)力電池系統(tǒng)心臟的動(dòng)力不斷輸送到各個(gè)需要的部件中,低壓線束則可以看作電池PACK的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,實(shí)時(shí)傳輸檢測信號和控制信號。
4)熱管理系統(tǒng)
熱管理系統(tǒng)主要有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)主要由冷卻板,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(gè)空調(diào)。
有的人會問,為什么電池需要熱管理系統(tǒng)?其實(shí)很簡單,因?yàn)殡姵爻浞烹姷倪^程實(shí)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,需要將熱量帶走,讓電池處于一個(gè)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”。主要由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(shí)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),如果數(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,以避免電池超出許可的使用條件,同時(shí)還對電池的電量、溫度進(jìn)行管理。根據(jù)先前設(shè)計(jì)的控制策略,判斷需要警示的參數(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:
為什么Tesla短短幾年就能站在新能源汽車行業(yè)的巔峰?其出身既非電池生產(chǎn)商,又不是傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)商。很大的原因就在于其強(qiáng)大的軟件和電子工程團(tuán)隊(duì)開發(fā)的BMS。