LG軟包模組設(shè)計(jì)解析-雷諾ZOE

2016年9月雷諾對(duì)ZOE電池包進(jìn)行了升級(jí)，新款電池包總電量為45.6kWh，可用電量為41kWh，系統(tǒng)額定電壓360V，系統(tǒng)成組方式為2P96S，共192個(gè)電芯，由12個(gè)2P8S模組組成。

雷諾ZOE電池包總體結(jié)構(gòu)

雷諾ZOE電池包采用LG電芯，電芯雙側(cè)出極耳，電芯尺寸325mm×135mm×11.2mm，重量0.86kg，模組尺寸373mm×204mm×140mm，重量16.4kg。電芯重量占模組重量83.9%，電芯體積占模組體積73.8%。

雷諾ZOE模組

模組包含8個(gè)2P單元，模組裝配時(shí)將8個(gè)2P單元堆疊，一起插入模組下塑料殼體，再扣合上塑料殼體，上下塑料殼體通過8個(gè)M4自攻螺釘鎖緊，采用自攻螺釘可以極大減小下殼體螺母位置的空間需求。

雷諾ZOE模組（拆掉上蓋）

每2個(gè)電芯被1個(gè)上鋁殼體和1個(gè)下鋁殼體包裹形成2P單元，兩個(gè)鋁殼體通過卡扣連接在一起，鋁殼體的料厚為0.4mm。

鋁殼體沖壓形成3條凸起，凸起高度為0.8mm，相鄰2P單元鋁殼體的凸起接觸，形成寬度1.6mm的間隙，電芯的熱量傳導(dǎo)至鋁殼體，通過間隙內(nèi)的空氣流動(dòng)對(duì)電芯進(jìn)行冷卻，同時(shí)間隙也可以吸收電芯的一部分膨脹。

模組2P單元

模組的串并聯(lián)采用鍍鎳U形銅排和雙層極耳超聲波焊接，每個(gè)極耳在三個(gè)位置焊接，焊接區(qū)域形狀為方形。超聲波焊接對(duì)于銅鋁材料的組合來講，工藝穩(wěn)定可靠，在LG模組中廣泛應(yīng)用，例如在LG為BOLT EV設(shè)計(jì)的3P模組中也應(yīng)用了超聲波焊接工藝。

電芯極耳超聲波焊接結(jié)構(gòu)

為避免超聲波焊接時(shí)工裝振動(dòng)對(duì)電芯極耳造成損傷，在電芯極耳處理時(shí)，將極耳沖壓形成凹槽用于吸收振幅，這種結(jié)構(gòu)LG早年已經(jīng)申請(qǐng)了專利。當(dāng)然，在電芯極耳上沖壓形成凹槽也可以減小在電池包振動(dòng)時(shí)電芯極耳撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。LG 的另外一款模組，通過PCB板和BUSBAR錫焊采集電芯電壓，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)BUSBAR連接至PCB板的位置進(jìn)行沖壓減薄并形成凹槽以吸收振動(dòng)。

電芯極耳沖壓凹槽示意圖

模組輸出銅排厚度為2mm，串并聯(lián)U形銅排厚度為0.8mm，所以在輸出排的位置采用了TOX鉚接結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同料厚的過渡，需要注意的是TOX鉚接結(jié)構(gòu)適用于不同厚度的零件組合，鉚接后形成鉚接凸起，料厚較薄的一側(cè)為凹模側(cè)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避讓。

模組輸出排結(jié)構(gòu)

模組采集采用線束方案，線束從模組底部跨接模組兩端，由接插件在模組一端輸出電壓和溫度信號(hào)，該模組共9個(gè)電壓采集點(diǎn)和1個(gè)溫度采集點(diǎn)。

電壓采集線束通過泰科接插件和BUSBAR相連，這種結(jié)合方案在LG多款模組中有應(yīng)用，這種方式使得采集線束和BUSBAR在結(jié)構(gòu)上是不同的組件，在裝配性和可靠性上有較大優(yōu)勢(shì)。

電壓采集接插件

每個(gè)電壓采集線束上設(shè)置了保險(xiǎn)絲用來保護(hù)系統(tǒng)安全，早年LG為雷諾設(shè)計(jì)的另一款模組也設(shè)計(jì)了保險(xiǎn)絲結(jié)構(gòu)，這應(yīng)該是雷諾對(duì)系統(tǒng)安全考慮的延續(xù)。

電壓采集線路保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)

溫度傳感器外形為片狀，厚度為1.6mm，從模組底部插入，采集鋁殼體的溫度，因?yàn)殇X殼體和電芯接觸良好，所以這種采集方式基本解決了溫度采集響應(yīng)和溫差的問題，如何制造小尺寸溫度傳感器以及避免溫度傳感器在電芯擠壓下不被破壞，大家是否有一些經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

以上是我對(duì)雷諾ZOE模組結(jié)構(gòu)的初步分享，大家如果有其他的更多看法，可以多多交流，