高倍率鋰電池組設計要注意的問題

單體高倍率鋰電池具有優(yōu)異的性能，但是動力電池只會以電池組的形式出現(xiàn)。在使用過程中發(fā)現(xiàn)，單體鋰電池組裝成電池組后的優(yōu)良性能會大大折扣，這是因為單體高倍率鋰電池的一致性、熱處理、抗振性等較差。

高倍率電池組結(jié)構設計需要滿足以下6個原則：①所選高倍率鋰電芯應具有穩(wěn)定放電性能；②采取一定的溫控措施，保證電池組工作在適宜的溫度范圍內(nèi)；③保證高倍率電池組一定的機械強度，滿足適宜環(huán)境下的振動要求；④高倍率電池組根據(jù)電力環(huán)境的使用要求，滿足絕緣要求和阻燃要求；⑤設計應便于安裝和維護；⑥電池組之間應便于串聯(lián)連接。

在高倍率電池組的結(jié)構設計中，電池工作溫度場控制是一個重要的研究方面，大容量、大功率的動力鋰電池的性能對溫度變化的反應尤為敏感，主要表現(xiàn)為大功率引起的高溫問題，會引起電池內(nèi)部電解液分解、SEI膜分解、電解液與正負極發(fā)生反應等現(xiàn)象。優(yōu)化電池組結(jié)構，使電池組工作在適宜的溫度場中，避免電池組出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。鋰電池的熱管理要處理的核心問題為：如何避免鋰電池的熱失控。本方案主要從電池組結(jié)構方面進行了設計，保證電池組工作在適宜的溫度范圍內(nèi)，滿足電池組的公路和船舶運輸強度要求。

高倍率電池組模塊結(jié)構設計

電池組模塊材料選用高強度塑料材料。電池組底部厚度加強，且布置有多條橫豎拉筋，箱體內(nèi)部預留電池安裝槽。為了減少電池組工作和運輸過程中的振動，電池安裝槽內(nèi)貼橡膠墊，側(cè)面板上增加多組筋板，前面板預留有風扇安裝孔，電池組側(cè)面板上預埋有螺母。

高倍率電池組在運輸和實際工況下會出現(xiàn)振動，電池模塊的振動會使得電池極柱與銅排的連接松動，導致電阻增大，接觸點溫升過高。而過高的電流可能熔斷連接松動的銅排，且振動較大時，電池模塊易被破壞。在不同工況下，需要進行振動性分析，確保在運輸和實際工況下電池模塊的穩(wěn)定性。對電池模塊進行垂直軸隨機振動、橫側(cè)軸隨機振動、縱向軸隨機振動、運輸隨機振動和實際工況船舶振動分析，經(jīng)模擬仿真分析，該系統(tǒng)滿足振動技術要求。