新型36V/42V一體化動(dòng)力電池設(shè)計(jì)

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(guó)際趨勢(shì)。

北美、歐洲、日本等已明確電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的進(jìn)程，要求到2020年汽車電源系統(tǒng)新車轉(zhuǎn)換率為100%。我國(guó)也正在出臺(tái)相關(guān)政策，電動(dòng)車電池隨著市場(chǎng)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(chǎng)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(jì)采用獨(dú)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(guò)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(jì)

電池槽采用2×9 格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)見(jiàn)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(jì)結(jié)構(gòu)圖

3 設(shè)計(jì)及關(guān)鍵工藝技術(shù)特點(diǎn)

(1) 采用36 V 一體化電池設(shè)計(jì)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?jiǎn)误w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(shí)一體化設(shè)計(jì)使電池體積減小，體積比能量提高，安裝更方便。電池的性價(jià)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(dòng)塑料插蓋以保護(hù)極柱防止正負(fù)相碰打火，同時(shí)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(jì)方式，增加了電池大電流啟動(dòng)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(guò)程中的失水，降低了電池內(nèi)阻，同時(shí)也提高了電池使用壽命。

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

4 結(jié)論

36 V一體化動(dòng)力電池通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)的壓降，提高了電池大電流充放電能力。

結(jié)合先進(jìn)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(dòng)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(jì)數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果與歐美相關(guān)情況對(duì)比詳見(jiàn)表1。該產(chǎn)品是一種36 V/42 V新型高效動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和工藝的有機(jī)組合。

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