电池pack结构_约束压力对软包电池厚度、容量衰减影响及对应PHEV电池包设计策略...-程序员宅基地

技术标签: 电池pack结构  

研究背景:

约束压力对电池性能的影响正受到越来越多的关注和研究。此前,捷豹路虎[1]和大众[2]均公开发表过所开展的约束压力对电池循环寿命影响的研究。其实从锂离子电池的工作原理出发,正极、负极、电解液和隔膜等多种构成决定了其包含多种界面,且部分材料和工艺均为多孔结构,外加不可避免的副反应产气,都决定了其电化学性能逃不脱约束压力影响的"魔爪"。不同于圆柱电池和方形电池由于有坚硬外壳这一靠山,软包电池由"柔弱"的铝塑膜封装,约束压力对其的影响相对显著。因此,开展对约束压力对动力电池尤其是软包电池电化学等性能影响的研究是极为必要的。

现代汽车成立于1967年,世界知名汽车生产企业之一。2018年在华销量超过79万辆,在华累积销量超过1000万辆。来自现代汽车的Yong Hwan Choi等人在SAE Int. J. Alt. Power.发表题为Development of Standardized Battery Pack for Next Generation PHEVs in Considering the Effect of External Pressure on Lithium-Ion Pouch Cells的研究论文,系统性地介绍了其所开展的约束压力对软包电池厚度和容量衰减影响的研究及其对使用软包电池的PHEV电池包结构设计的理解认识,干货满满,无论是对电池企业还是汽车企业人员都有极高的学习和参考价值。

亮点:提供了完整的软包电池电池包设计思路,极为罕见!该方法可以为动力电池企业和车企相关从业人员提供指导,约束压力对电池的影响不容忽视。

图文浅析:

一.约束压力对软包电池性能的影响

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图1. 控制软包电池约束压力和测量电池厚度的夹具装置示意图。

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图2. 充放电过程软包电池厚度测试实物图。

实验所用软包电池容量35 Ah,正极为NCM,负极为天然石墨和人造石墨混合,工作电压范围为2.5-4.2 V,电池尺寸为292 mm*96 mm*8.8 mm。为了测试充放电过程不同约束压力下软包电池厚度变化,作者设计了如图1所示的实验装置,包括约束电池的一套铝制夹具、四根产生约束压力的弹簧以及装置下方的四个测压单元。具体测试在40 ℃恒温箱中进行,对外连接充放电机可对电池进行充放电,具体测试场景如图2所示。四根弹簧的尺寸为50*50 mm,弹性系数为31.25 kgf/mm。电池的厚度变化同时光学装置实时测量。

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