软包锂电池模组的设计要点介绍

电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。软包锂电池单体能量密度在常见三种锂电池封装形式中，最容易做高，但到了模组设计这一层，对产品整体安全性的考虑任务却最重，可以说是把一部分电芯的活转移给了模组结构。

1、模组组成

软包电池典型的基本组成包括：模组控制板（常说的BMS从板），电池单体，导电连接件，塑料框架，冷板，冷却管道，两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。其中两端的压板除了起到聚拢单体电芯，提供一定压力的作用以外，往往还将模组在pack中的固定结构设计在上面。

2、结构设计

结构设计要求。结构可靠：抗震动 抗疲劳；工艺可控：无过焊、虚焊，确保锂电池电芯100%无损伤；成本低廉：PACK产线自动化成本低，包括生产设备、生产损耗；易分拆：电池组易于维护、维修，低成本，电芯可梯次利用性好；做到必要的热传递隔离，避免热失控过快蔓延，也可以把这一步放到pack设计再考虑。

3、热设计

软包电芯的物理结构决定了其不易爆炸，一般只有外壳能承受的压力足够高，才有可能炸，而软包电芯内部压力一大，便会从铝塑膜边缘开始泄压、漏液。同时软包电芯也是几种电芯结构中，散热最好的。

4、电气设计

电气设计，包含低压和高压两个部分。低压设计，一般需要考虑几个方面的功能。通过信号采集线束，将电池电压、温度信息采集到模组从控板或者安装在模组上的所谓模组控制器上；模组控制器上一般设计均衡功能（主动均衡或者被动均衡或者二者并存）；少量的继电器通断控制功能可以设计在从控板上，也可以在模组控制器上；通过CAN通讯连接模组控制器和主控板，将模组信息传递出去。

高压设计，主要是电芯与电芯之间的串并联，以及模组外部，设计模组与模组之间的连接导电方式，一般模组之间只是考虑串联方式。这些高压连接需要达到两个方面的要求：一是电芯之间的导电件和接触电阻分布要均匀，否则单体电压检测将受到干扰；其次，电阻要足够小，避免电能在传递路径上的浪费。

5、安全设计

安全设计，可以分为3个倒退的要求：良好的设计，确保不要发生事故；如果不行，发生事故了，最好能提前预警，给人以反映时间；故障已经发生，则设计的目标就变成阻止事故过快蔓延。

6、轻量化设计

轻量化设计，最主要目的是追求续航里程，消灭所有多余负担，轻装上阵。而如果轻量化再能跟降成本结合，则更是皆大欢喜。轻量化的道路很多，比如提高电芯能量密度；在细节设计中，确保强度的情况下追求结构件的轻薄（比如选更薄的材质，在板材上挖更大的孔）；用铝材替换钣金件；使用密度更低的新材料打造壳体等。

7、标准化设计

标准化是大工业以来的长期追求，标准化是降低成本提高互换性的基石所在。具体到动力电池模组，还多了一个梯次利用的伟大目的。话虽如此，但现实是单体还没有标准化，那么模组标准化距离就更远了。