新型36V/42V一體化動力電池設(shè)計

1 引言

為滿足汽車用電器增加的需要，汽車電池由12 V/14 V向36V/42 V 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換已成國際趨勢。

北美、歐洲、日本等已明確電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的進程，要求到2020年汽車電源系統(tǒng)新車轉(zhuǎn)換率為100%。我國也正在出臺相關(guān)政策，電動車電池隨著市場的要求不斷提高以及現(xiàn)行使用環(huán)境要求其更新?lián)Q代，都為36 V/42V一體化鉛酸蓄電池提供了廣闊市場空間和更高的技術(shù)要求。36V/42 V一體化鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)設(shè)計采用獨特的電池內(nèi)連接方式，考慮到最大限度地降低電池內(nèi)阻和增加電池散熱面積，以提高電池充電接收能力和減少熱失控的隱患，并通過采用灌注膠體電解液、內(nèi)化成生產(chǎn)工藝和鉛鈣稀土合金板柵而提高了電池各單體的均一性和壽命，是代替現(xiàn)有12 V電池的理想電源。

2 電池結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵零部件設(shè)計

電池槽采用2×9 格結(jié)構(gòu)設(shè)計方式(普通電池采用2×3 結(jié)構(gòu))，便于電池兩邊散熱，減少電池充電熱失控的可能性;電池蓋極柱采用銅芯內(nèi)連接設(shè)計方式，以減少電池內(nèi)阻和避免連接線正負(fù)相碰引起短路打火。

電池結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖1～6。

圖1 電池中蓋

圖2 電池槽

圖3 銅芯端子圖

圖4 電池外形圖[!--empirenews.page--]

圖5 電池內(nèi)連接圖

圖6 放射型板柵設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

3 設(shè)計及關(guān)鍵工藝技術(shù)特點

(1) 采用36 V 一體化電池設(shè)計和全新的極群焊接內(nèi)連接方式，(普通電池是以導(dǎo)線將極群單體連接而成)，克服了因電池組合產(chǎn)生的外電路故障和電阻不一致的現(xiàn)象，電池組阻抗減小，功率特性提高，也減少了因電池一致性而發(fā)生的提前失效。同時一體化設(shè)計使電池體積減小，體積比能量提高，安裝更方便。電池的性價比得到充分提高。

(2)極柱采用銅芯連接方式外在上面加活動塑料插蓋以保護極柱防止正負(fù)相碰打火，同時銅芯的連接方式減少了電池大電流放電的電壓降。

(3)極板采用薄型和放射型筋條設(shè)計方式，增加了電池大電流啟動電壓降，提高了活性物質(zhì)利用率，電池的重量比能量得到大幅度提高。

(4) 電池正極板柵采用鉛鈣稀土合金、高溫固化和內(nèi)化成生產(chǎn)工藝，隔板采用玻璃纖維隔板配合電池緊裝配，電解液采用灌注低酸密度膠體電解液提高了電池大電流充放電能力，減少了電池使用過程中的失水，降低了電池內(nèi)阻，同時也提高了電池使用壽命。

(5)采用負(fù)極板活性物質(zhì)過量設(shè)計，提高電池低溫大電流充放電能力和延長電池負(fù)極使用后期壽命。

4 結(jié)論

36 V一體化動力電池通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計有效地降低了電池內(nèi)阻和連接接觸電阻，降低了電池放電特別是大電流放電時的壓降，提高了電池大電流充放電能力。

結(jié)合先進的工藝技術(shù)有效提高了電池重量比能量和深循環(huán)壽命，適用于新型動力電源系統(tǒng)用電池，是代替現(xiàn)代12 V 系列鉛酸蓄電池的優(yōu)良替代品。其設(shè)計數(shù)據(jù)及測試結(jié)果與歐美相關(guān)情況對比詳見表1。該產(chǎn)品是一種36 V/42 V新型高效動力電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計和工藝的有機組合。

表1 36 V20 AH電池相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)及測試結(jié)果與歐美數(shù)據(jù)比較