生產(chǎn)電池組是一個(gè)系統(tǒng)過(guò)程，通過(guò)電池單元的串聯(lián)和并聯(lián)，由保護(hù)板進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。它采用合理的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)，并安排適當(dāng)?shù)耐鈿けＷo(hù)以滿足客戶的使用條件。

在電池組行業(yè)中，人們把沒有組裝，不能直接使用的電池稱為電芯，把與PCM板連接并具有充放電控制等功能的電芯稱為電池。在電池組裝配中，電芯是電池的一個(gè)重要組成部分。

 

電池和電芯

電池組最常用的電芯：聚合物、鋰離子鋁殼、鋰離子鋼殼、圓柱形電池（鋰離子、鎳金屬氫化物）。

 

 

電池型號(hào)和規(guī)格的命名方法

根據(jù)電池的電化學(xué)體系+尺寸，如方形鋰離子383450型號(hào)，是指電池片實(shí)物部分寬34mm厚3.8mm長(zhǎng)50mm；圓柱型18650型號(hào)，是指電池片直徑18mm長(zhǎng)65mm的聚合物。物質(zhì)型（軟包）383450型號(hào)，指的是電池片物理部分寬34mm厚3.8mm長(zhǎng)50mm。如果你想了解有關(guān)18650電池的更多詳細(xì)信息，你可以閱讀我們網(wǎng)站上的文章18650與14500電池。

 

主要電池型號(hào)

■ IFR18650-1.5Ah
■ IFR22650-2.3Ah
■ IFR26650-3.6Ah
■IFR32700-5.5Ah
■IFR32700-6.0Ah
■ IFP2270160-20Ah
■ IFP2270160-24Ah

 

電化學(xué)系統(tǒng)

陰極電極：
P1：鈷酸鋰LCO，錳酸鋰LMO，鎳酸鋰LNO，二元材料NCA，三元材料NCM；
P2: 磷酸鐵鋰LFP
■ 陽(yáng)極電極：
N1：石墨，硬碳；
N2：鈦酸鋰LTO、
■3.7V系統(tǒng)： P1+N1 ICP/ICR INR/INP
■ 3.2V系統(tǒng)： P2+N1 IFP/IFR (IFR32700-6.0Ah IFP2270160-20Ah)
■2.4V系統(tǒng)： P1+N2 ITP/ITR
■ 1.9V系統(tǒng)： 目前不使用P2+N2

 

電池連接工藝

電阻焊接、螺栓和螺釘連接、激光焊接連接、鋁線焊接粘合連接

常見的串聯(lián)和并聯(lián)形式

通過(guò)電池組的串聯(lián)和并聯(lián)，提高了電壓，增加了容量。

 

 

■在電池組中串聯(lián)時(shí)，容量不變，電壓加倍；各電池同時(shí)充電或放電，每串的電流相同。

■在電池組中并聯(lián)時(shí)，容量增加一倍；當(dāng)電池同時(shí)充電或放電時(shí)，電流按照歐姆定律分布，電池阻抗越小，電流越大，阻抗越大，電流越小。
■ 串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)，容量增加一倍，電壓增加一倍；

■ 電池串聯(lián)和并聯(lián)給電池組帶來(lái)的問(wèn)題：電池一致性

初始狀態(tài)的一致性： 容量 內(nèi)阻 電壓（SOC） 自放電（K值）
過(guò)程狀態(tài)的一致性： 容量衰減率自放電衰減率

 

電池的組成

電池組由兩個(gè)最重要的部分組成：電池和保護(hù)電路板（通常稱為PCM板）。

 

 

保護(hù)板的基礎(chǔ)： 鋰電池（可充電）之所以需要保護(hù)，是由其自身的特性決定的。因?yàn)殇囯姵乇旧淼牟馁|(zhì)決定了它不能過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路和超高溫充放電，所以鋰電池的元件總會(huì)出現(xiàn)精致的保護(hù)板和電流保險(xiǎn)絲。

保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)和輔助器件NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中，控制IC在正常情況下控制MOS開關(guān)開啟，使電芯與外部電路進(jìn)行通信，當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，立即控制MOS開關(guān)關(guān)閉，以保護(hù)電芯的安全。

 

保護(hù)板的保護(hù)范圍

充電器的最大充電電壓為4.2V；
電器的最低放電電壓為3.3~3.0V；
電池工作電壓范圍4.2V~3.0V；
保護(hù)板保護(hù)電壓范圍4.30V~2.5V；
電池NF、NE范圍4.8V~2.0V；
多節(jié)和單節(jié)保護(hù)板都是保護(hù)單體的。

 

BMS原理

■BMS常用功能：充電過(guò)壓保護(hù)、放電低電壓保護(hù)、充電過(guò)流保護(hù)、放電低電流保護(hù)、充電過(guò)溫保護(hù)、放電低溫保護(hù)、均衡功能、預(yù)充電功能、限流功能、防反接功能、加熱控制功能、弱點(diǎn)開關(guān)功能、干觸點(diǎn)功能、通訊功能（有線、無(wú)線）、存儲(chǔ)功能

■BMS通信功能
電池總電壓、SOC、循環(huán)時(shí)間、充放電電流、電池串電壓、電池溫度、環(huán)境溫度、GPS定位

■SMBUS，系統(tǒng)管理總線是一個(gè)兩線制接口。它基于I2C總線的原理發(fā)展而來(lái)，可被視為I2C總線的簡(jiǎn)化版。SMBus最初被應(yīng)用于智能電池，如電池充電器和一個(gè)微控制器。它為最佳電池組提供了一個(gè)系統(tǒng)和電源管理相關(guān)的任務(wù)控制總線。今天，可以連接到SMBus總線的設(shè)備類型更加多樣化，包括電源相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)傳感器、EEPROM容量和其他信息通信的設(shè)備。

SMBus體現(xiàn)在OSI模型的下三層：物理、數(shù)據(jù)鏈路和網(wǎng)絡(luò)。物理層定義了SMBus的電氣特性；數(shù)據(jù)鏈路層部分規(guī)范了數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍睾妥止?jié)、仲裁和時(shí)鐘信號(hào)；網(wǎng)絡(luò)層處理SMBus地址解析協(xié)議和總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

 

 

Modbus協(xié)議是一種應(yīng)用于最佳電池組的電子控制器的通用語(yǔ)言。它定義了控制器能夠識(shí)別和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們通過(guò)什么網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。它描述了一個(gè)控制器請(qǐng)求訪問(wèn)其他設(shè)備的過(guò)程，如果它響應(yīng)其他設(shè)備的請(qǐng)求，以及如何檢測(cè)和記錄錯(cuò)誤。它為信息字段的格式和內(nèi)容建立了一個(gè)通用的格式。

工業(yè)中使用的RS485是一個(gè)電氣標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了電氣參數(shù)，如通信介質(zhì)、電壓、電阻等，但沒有定義具體的協(xié)議。Modbus可以使用的標(biāo)準(zhǔn)包括RS232、RS422、RS485、TCP/IP等。RS485不僅支持Modbus協(xié)議，而且還支持Profibus等協(xié)議。

鐵塔基站智能動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)單元的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管單元（FSU）由多個(gè)監(jiān)測(cè)模塊和其他輔助設(shè)備、數(shù)據(jù)中繼等功能組成?；就ㄐ艆f(xié)議： YD/T1363.2通信局（站）供電、空調(diào)和環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。

CANbus作為最佳電池組中的串行數(shù)據(jù)通信總線，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、汽車電子技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備等眾多領(lǐng)域。CANBus（ControLLer Area Net-work Bus），即ISO11898CAN標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)面向廣播的串行總線系統(tǒng)，連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器、控制器等） 用于汽車行業(yè)，并越來(lái)越多地用于制造自動(dòng)化行業(yè)。

CAN協(xié)議只定義了模型的底部?jī)蓪樱簲?shù)據(jù)鏈路層和物理層，它確保了節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸。CAN的應(yīng)用層協(xié)議必須由用戶自己定義，或者采用一些國(guó)際組織制定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。使用最廣泛的是DeviceNet和CANopen，它們分別在過(guò)程控制和機(jī)電控制中被廣泛使用。然而，這類協(xié)議的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，更適合于在復(fù)雜的大規(guī)模系統(tǒng)中應(yīng)用。

■ BMS無(wú)線通信功能

BLUETOOTH支持設(shè)備短距離通信（一般在10米以內(nèi)）的無(wú)線電技術(shù)，可以在包括手機(jī)、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦以及最佳電池組中的相關(guān)外設(shè)等多種設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交流。利用 “藍(lán)牙 “技術(shù)，可以有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信

第一代模擬型2G/4G移動(dòng)通信技術(shù)只提供語(yǔ)音服務(wù)；第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率只有9.6Kbps，最高可達(dá)32Kbps；而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到20Mbps。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種融合了3G和WLAN的技術(shù)，可以傳輸高質(zhì)量的視頻圖像，圖像傳輸質(zhì)量可與高清電視媲美。它可以以100Mbps的速度傳輸無(wú)線信息。

 

電池外殼的類型

■ 環(huán)氧板+PVC（簡(jiǎn)易包裝）

主要取決于客戶產(chǎn)品的具體需求。有必要在電池之間添加固定支架，以獲得最佳的電池組，在外圍添加玻璃纖維板保護(hù)后，PVC熱收縮和防水膠水。

■鋁制方通或壓鑄鋁殼

鋁方通主要是型材鋁方通。型材鋁方通具有鋁通風(fēng)擠壓成型的特點(diǎn)。

 

 

■公模塑料外殼

公模是公開的，也就是說(shuō)，廠家開完模后（當(dāng)然，模具是屬于開模廠家的），任何人都可以購(gòu)買這個(gè)模具生產(chǎn)的產(chǎn)品。

■私模塑料外殼

私模是指自己開發(fā)的模具，版權(quán)歸自己所有，而且是定制的模具。

■鈑金盒

鈑金盒基本上不需要開模具。它是通過(guò)對(duì)金屬板進(jìn)行彎曲、拼接、焊接，然后噴粉、烤漆制成。

■ 鈑金防水鐵盒

鈑金鐵箱需要法蘭盤和密封，可采用密封條和防水螺母等多種措施，達(dá)到可靠的防水等級(jí)。

PTC

PTC：英文Positive Temperature Coefficient的縮寫，即正溫度系數(shù)。溫度越高，電阻就越大，冷卻后會(huì)恢復(fù)。蓄電池產(chǎn)品中的PTC可以防止最佳蓄電池組的高溫放電和不安全大電流的發(fā)生。根據(jù)電池的電壓、電流密度特性和應(yīng)用環(huán)境，對(duì)PTC有特殊要求。PTC是電池組產(chǎn)品中非常重要的安全元件。

NTC

NTC（負(fù)溫度系數(shù)）是指熱敏電阻現(xiàn)象和材料，其電阻隨著溫度的升高呈指數(shù)級(jí)下降，具有負(fù)溫度系數(shù)。該材料是由兩種或兩種以上的金屬氧化物，如錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等，經(jīng)充分混合、成型、燒結(jié)而成的半導(dǎo)體陶瓷。它可以被制成負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻。

NTC不是直接控制一個(gè)最好的電池組本身，而是提供一個(gè)溫度信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電阻。充電管理電路獲得型號(hào)后，判斷溫度是否正常，以確定充電是否正常。

 

電池組電路的連接方法

 

 

■焊接： 主要用于導(dǎo)線和電路板的連接；大電流電路板的導(dǎo)體加固。

■點(diǎn)焊： 主要用于電池的連接；PCM與電池的連接。

 

電池組的特征表現(xiàn)

■ 命名簡(jiǎn)單：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh

■ 復(fù)雜的命名：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh+PCM+NTC+Wire+Conn.

■ 配置表達(dá)：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh
PCB: S-8254ABC+4407+R020+NTC(10K,B=3435)
電線：UL1532 AWG20# L=180±5mm
接口：XH2.54-5P正向

■ 性能表現(xiàn)：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh
加板、加線、加插頭、加NTC
工作電流：1.0A
最大電流：3.0A
最大尺寸：23×78×68mm

 

電池組的應(yīng)用場(chǎng)景和規(guī)格

■應(yīng)用場(chǎng)景：低速車/路燈/鉛酸電池/基站/家庭儲(chǔ)能等。如果您想了解更多關(guān)于家庭儲(chǔ)能的信息，請(qǐng)閱讀我們網(wǎng)站上的文章《全球家庭儲(chǔ)能十大動(dòng)力墻廠商》。

■ 外觀規(guī)格：尺寸、外殼要求等。

■ 電池規(guī)格：電壓等級(jí)、容量等級(jí)、能量等級(jí)。

■ 功率規(guī)格：工作時(shí)間、工作電流、最大功率。

■ 接口要求： 安德森、安費(fèi)諾、柵欄端子。

■ 通信要求： SMBUS、modbus、canbus。

 

鋰電池組的應(yīng)用場(chǎng)景之一–太陽(yáng)能路燈

白天，太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光的照射，將其轉(zhuǎn)換為電能。在智能控制器的控制下，它為電池組充電。到了晚上，電池組提供電力，向LED光源供電，實(shí)現(xiàn)照明功能。智能控制器可以確保最佳電池組不因過(guò)充或過(guò)放而損壞，并具有光控、時(shí)控、溫度補(bǔ)償、防雷、反極性保護(hù)等功能。

 

 

關(guān)鍵部件的介紹和主要功能

 

■ 太陽(yáng)能模塊

由于太陽(yáng)能路燈的特殊性，太陽(yáng)能電池板一般安裝在燈桿上。對(duì)于燈桿，一般距離5米以上，重心較高，太陽(yáng)能電池板多為懸掛式?？癸L(fēng)能力強(qiáng)，一般選擇多塊太陽(yáng)能電池板，形成所需的組件功率。

主要功能：吸收陽(yáng)光，將光能轉(zhuǎn)化為電能，給蓄電池充電。

■ 蓄電池

目前，行業(yè)內(nèi)使用的是免維護(hù)、防水的鉛酸蓄電池或膠體蓄電池。然而，隨著新能源行業(yè)的發(fā)展和國(guó)內(nèi)政策的出臺(tái)，大部分鋰電池已經(jīng)取代了鉛酸電池。

主要功能： 是儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換的電能，為路燈提供電能。