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1、1电池箱组装基础知识 培训教材PACK部 郑光亮 2015.09.202培训课件目录培训课件目录 组装作业安全常识 专业术语 整车动力组合过程概况 基础知识 电池箱组装作业流程 组装作业步骤及注意事项Page 3 *组装作业安全常识组装作业安全常识组装作业安全注意事项组装作业安全注意事项1、现场组装作业人员必须经过实操作业考核确认方可操作；2、进入作业现场的人员必须仪容整洁，不得佩戴任何外露金属挂件 及金属饰品；3、现场组装作业人员必须遵守组装工艺流程、设备工装操作使用规范、及人、物流通道的管理要求；4、组装作业现场必须保持整洁干净，物料工具定位放置；5、组装作业人员必须按标准佩戴绝缘手套及劳

2、保防护用品；Page 46、组装作业必须使用专用工具；7、在组装连接片时必须确认清楚电池正、负极性及串并连接点位置；8、在模组组装过程中因电芯的重量及外观特性要特别注意不得滚动滑落；9、叉车移动注意看清行进路线，避免碰撞门墙及伤人，做好个人防护；10、叉车装载之物料必须稳固放置，不得摇晃及歪斜做好产品保护；11、阶段性组装作业结束需及时整理现场，工具清洁处理后放进工具箱，物料归类放置。*组装作业安全常识组装作业安全常识Page 5专业术语专业术语1.1 电压电压1.1 电压电压标称电压标称电压n 电池在常温下的典型工作电压n 额定电压系指设备可正常运行且长时间使用，效益最高的输入电压n 铅酸2

3、V，LFP磷酸铁锂3.2V，LCO钴酸锂3.7V，NCM锂钴锰3.6V，LMO锰酸锂3.8V，镍氢1.2Vn 电池的实际工作电压由荷电状态，放电倍率，以及环境温度所决定开路电压开路电压n 两极电势差扣除反应浓度形成的过电位n 对于不同正负极材料的电芯，两极电势差不同，开路电压不同n 对于相同正负材料的电芯，在不同荷电状态，不同环境温度下，电势差虽相同，但过电位不同，因此开路电压不同Page 61.2 内阻内阻n 电池内阻大小决定了电池的使用效率.n 同批电池,内阻过大或过小者都不正常,内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路,内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减,内阻变化可以作为电池裂

4、化的充分性参考依据之一专业术语专业术语n 电流通过电池内部时受到的阻力n 包括欧姆内阻(物理)和极化内阻(化学)n 极化内阻随电流密度增加而增大，因此放电倍率越大，工作电压越低n 内阻是决定电池性能的一个重要指标，它直接影响电池的工作电压，工作电流，以及输出电量和能量，并且是电池发热的主要影响因素Page 71.3 温升温升n 电池温升定义为电池内部温度与环境温度的差值.n 多数锂电池充电时属吸热反应,放电时为放热反应,两者都包含内阻热耗.充电初期,极化电阻最小,吸热反应处于主导地位,电池温升可能出现负值,充电后期,阻抗增大,释热多于吸热,温升增加,过充时,随不可逆反应的出现,逸出气体,内压、

5、温升升高,直到变形、爆裂.专业术语专业术语Page 8 1.4 内压内压n 电池内部压力,由于电池内部反应逸出气体导致气压增大,气压过大将撑破壳体和发生爆裂,基于安全考虑,一方面锂电池都设计了单向的防爆阀门,一方面用塑壳制造.n 析气反应常伴随着不可逆反应,也就意味着活性物质的损失、电池容量的下降,无析气、小温升充放电是最理想的.专业术语专业术语Page 9 1.5 电量电量n 电学里,电量用Wh表示,是能量单位,一度电等于1kWh,电池常用Ah计算电量,对于动力电池侧重于功率和能量大小,用Wh更直接一些,因为电池的电压是变化的,其全程变化量可达到极大值的一半左右,用Ah计算电量不能正确描述电

6、池的动力驱动能力,但Ah作为电池的电量单位自有其历史和道理,在不引起歧义的地方两种电量单位都可以使用.专业术语专业术语Page 10 1.6 荷电荷电n 电池还有多少电量,又称剩余电量,常取其与额定容量或实际容量的比值,称荷电程度.是人们在使用中最关心的、也是最不易获得的参数数据,人们试图通过测量内阻、电压电流的变化等推算荷电量,做了许多研究工作,但直到目前,任何公式和算法都不能得到统计数据的有效支持,指示的荷电程度总是非线性变化.专业术语专业术语Page 111.7 容量容量n 电池在充足电以后,开始放电直到放空电为止,能输出的最大电量.容量与放电电流大小有关,与充放电截止电压也有关系,故容

7、量定义为小时率容量,动力电池常用1小时率(1C)或2小时率(0.5C)容量.n 电池在化成之前材料的活性不能正常发挥,容量很小,化成过程开始后,电池进入其生命期,在整个生命期里,电池的活化和劣化过程是一个问题的两个方面,初期活化作用处于主导地位,电池容量逐渐上升,以后,活化和劣化作用都不明显或相当,后期,劣化作用显著,容量衰减,一般容量衰减到一定比例(60%)后,电池寿命终结.专业术语专业术语额定容量额定容量n 在设计规定的条件（如温度、放电倍率、截止电压等）下，电池应能放出的最低容量n C2=55Ah即代表在2小时率条件下的容量为55AhPage 12 1.8 功率功率n 电学定义直流电源的

8、输出功率等于输出电压与电流的乘积.n 锂电池单体电压高,在相同的输出电流下,其功率分别是铅酸、镍镉镍氢的1.8倍和3倍.电动汽车用动力电池组的负载是电机控制器,电机控制器根据车速变化调整输出功率,短时间来看,电池组驱动的是恒功率负载,这个功率变化的范围极大,制动时有与加速时相近的反向逆变功率.专业术语专业术语Page 13 1.9 效率效率n 电池的效率指电池的充放电效率或能量输出效率.n 对于电动汽车,续驶里程是最重要指标之一,在电池组电量和输出阻抗一定的前提下,根据能量守恒定律,电池组输出的能量转化为两部分,一部分作为热耗散失在电阻上,另一部分提供给电机控制器转化为有效动力,两部分能量的比

9、率取决于电池组输出阻抗和电机控制器的等效输入阻抗之比,电池组的阻抗越小,无用的热耗就越小,输出效率就更大.专业术语专业术语Page 14 1.10 寿命寿命专业术语专业术语n 储存寿命：从电池制成到开始使用前允许存放的最长时间，以年为单位n 循环寿命：蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数在定义循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的条件，包括充放电倍率、放电深度DoD、环境温度范围和截止容量百分比等n 有效期：储存寿命+使用寿命Page 15n SoC：State of Charge 電池充電狀態，公式=(電池剩餘容量/電池額定容量)*100%n SoH：State of Heal

10、th 電池健康狀態，常指容量隨循環次數的變化。公式=(電池單次總放電量/電池額定容量)*100%n DoD：Depth of Discharge 放電深度，公式=(電池放出容量/電池額定容量)*100%常用來表示測試的條件 不同的DoD做循環充放電，所導致的循环寿命也有所不同。DoD越小，循环寿命越長。专业术语专业术语Page 162.电池组充放电特性电池组充放电特性n 以单体电池为动力源如移动电源,电源管理技术已经十分完善,但在电池组中,单体之间的差异总是存在的,以容量为例,其差异性永不会趋于消失,而是逐步恶化的.组中流过同样电流,相对而言,容量大者总是处于小电流浅充浅放、趋于容量衰减缓慢、

11、寿命延长,而容量小者总是处于大电流过充过放、趋于容量衰减加快、寿命缩短,两者之间性能参数差异越来越大,形成正反馈特性,小容量提前失效,寿命缩短.专业术语专业术语Page 17 2.1 充放电图谱分析充放电图谱分析n 充电截止电压最高可至3.9Vn 放电截止电压最低可至2.0Vn 不同截止电压设定，DoD就不同，循环寿命就不同专业术语专业术语Page 18专业术语专业术语Page 19专业术语专业术语2.2 充放速率充放速率n 有时率和倍率两种表示法n 时率Cnn 倍率nCn 对于60Ah的电芯来说，C2表示以30A放电，2C表示以120A放电Page 202.3 充电充电n 目前锂电池充电主要

12、是限压限流法,初期恒流(CC)充电,电池接受能力最强,主要为吸热反应,但温度过低时,材料活性降低,可能提前进入恒流阶段,因此在北方冬天低温时,充电前把电池预热可以改善充电效果.随着充电过程不断进行,极化作用加强,温升加剧,伴随析气,电极过电位增高,电压上升,当荷电达到约 7080%时,电压达到最高充电限制电压,转入恒压(CV)阶段.理论上并不存在客观的过充电压阈值,若理解为析气、升温就意味着过充,则在恒流阶段末期总是发生不同程度的过充,温升达到4050摄氏度,壳体形变容易感测,部分逸出气体还可以复合,另一些就作为不可逆反应的结果,损失了容量,这可以看作电流强度超出电池接受能力.在恒压阶段,有称

13、涓流充电,大约花费30%的时间充入10%的电量,电流强度减小,析气、温升不再增加,并反方向变化.专业术语专业术语Page 212.4 过充电过充电n 上述过程考虑电池组总电压或平均电压控制,其实总有单体电压较高者,相对组内其它电池已经进入过充电阶段.过充电时,若在恒流阶段发生,由于电流强度大,电压、温升、内压持续升高,以4V锂为例,电压达到4.5V时,温升40度、塑料壳体变硬,4.6V时温升可达60度、壳体形变明显并不可恢复,若继续过充,气阀打开、温升继续升高、不可逆反应加剧.恒压阶段,电流强度较小,过充症状不如恒流阶段显著.只要温升、内压过高,就伴随副反应,电池容量就会减少,而副反应具有惯性

14、,发展到一定程度,可能在充电中也可能在充电结束后的短时间里使电池内部物质燃烧,导致电池报废.过充电加速电池容量衰减、导致电池失效,百害无一利.专业术语专业术语Page 222.5 放电放电n 恒流放电时,电压有一陡然跌落,主要由欧姆电阻造成压降,这电阻包括连接单体电极的导线电阻和触点电阻,电压继续下降,经过一段时间以后,到达新的电化学平衡,进入放电平台期,电压变化不明显,放热反应加电阻释热使电池温升较高.放电电压曲线近似单体放电曲线,持续放电,电压曲线进入马尾下降阶段,极化阻抗增大,输出效率降低,热耗增大,接近终止电压时停止放电.专业术语专业术语Page 232.6 过放电过放电n 在放电后期

15、,电压接近马尾曲线,组中单体容量正态分布,电压分布很复杂,容量最小的单体电压跌落得也就最早、最快,若这时其它电池电压降低不是很明显,小容量单体电压跌落情况被掩盖,已经被过度放电.n 观察单体过放情况,进入马尾曲线以后,若电流持续较大,电压迅速降低,并很快反向,这时电池被反方向充电,或称被动放电,活性物质结构被破坏,另一种副反应很快发生,过一段时间,电池活性材料接近全部丧失,等效为一个无源电阻,电压为负值,数值上等于反充电流在等效电阻上产生的压降,停止放电后,原电池电动势消失,电压不能恢复,因此,一次反充电足以使电池报废.专业术语专业术语Page 242.7 自放电率自放电率n 电池在存放过程中

16、自发反应，电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占分容容量的百分数表示。n 例如：30天自放电率5%，SoC 95%专业术语专业术语Page 25整车动力组合过程概况整车动力组合过程概况Page 26*基础知识之基础知识之-电池电池磷酸鋰鐵電池五大優勢磷酸鋰鐵電池五大優勢輕薄短小：體積重量僅為鉛酸的50%，鎳氫的70%。轉換效率佳：轉換效率達95%，優於鉛酸的60%，鎳氫的70%。快速充電：1小時內可充滿電（倍率1C以上），時間為鉛酸的1/8，鎳氫的1/4。循環壽命長：循環壽命高達2000次以上，為鉛酸的5倍，鎳氫的4倍以上。放電功率大：放電功率分別爲鉛酸、鎳氫電池的6.6、2

17、.5倍，極適用在需要高 功率輸出的大型動力電池，特別是車用電池部份。Page 27n 电池机构尺寸：型号 60280 直径：60.40.5mm；铝管长280.00.5mm 所属种类：卷绕型 n 电性能参数*基础知识之基础知识之-电池电池工作电压：3.2V标称容量：55Ah实际容量：57Ah以上電池主要由正極片、負極片、隔離膜、電解液、外殼所組成。Page 281、负极：、负极：螺柱材质为铜镀镍；牙距为1.25MM；绝缘垫为墨绿色；螺柱顶端无注液孔。*基础知识之基础知识之-电池电池Page 29*基础知识之基础知识之-电芯电芯2、正极：、正极：螺柱材质为铝；牙距为1.25MM；绝缘垫为红色；螺柱

18、顶端有注液孔。Page 30*基础知识之基础知识之-模组模组1、结构组成：、结构组成：電池模組由多個電池芯通過連接片以串並聯而成，以塑模支架固定，外圍以金屬边框作為保護。2、电性能参数：、电性能参数：依据模组的电池芯之串并联接数量计算电压、容量等电性能参数。串聯：s(series)；電池電壓相加 並聯：p(parallels)；電池容量相加 故在電池模組中，x串y並，即用x s y p表示3、设计理念：、设计理念：依据箱体可利用空间的大小而设计电池芯及模组数量规格。Page 31*基础知识之基础知识之-模组模组Page 32*基础知识之基础知识之-箱体箱体1、结构组成、结构组成 （箱体、电池模

19、组、BMU线材）。2、电性能参数、电性能参数 （电池模组的串并联接数量）3、设计理念、设计理念 （机构尺寸、安全防护、散热与密封、能量匹配）Page 33*基础知识之基础知识之-箱体箱体Page 34*基础知识之基础知识之-整车装配整车装配Page 351.物品乱放、工作时间玩手机*基础知识之基础知识之-整车装配整车装配Page 36*基础知识之基础知识之-整车装配整车装配Page 371、整车4个箱体总设计106S4P,电压339.2V,容量220AH,合计电量75KWH2、续航里程：120-140KM3、设计时速：85KM/每小时4、最高时速：95-100KM/每小时5、充电时间：60A电

20、流充电约3-4小时*基础知识之基础知识之-整车装配整车装配Page 38电池箱组装作业流程电池箱组装作业流程Page 39电池箱组装作业流程电池箱组装作业流程Page 40组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 前置加工前置加工1、物料作业物料作业作业步骤：1、依照BOM制定领料单；2、领料时核对物料的数量、规格、料号；3、分类配置整车所需物料；4、搬运到暂放区或交付于产线并做交接记录；注意事项：1、必须核对数量规格及料号;2、物料堆放必须放置稳固且不得歪斜、不得超高超宽；2、运送过程中不得碰撞、防止跌落滑落;3、物料标示不得遗失。Page 41组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意

21、事项n 前置加工前置加工2、支架拼装支架拼装作业步骤：1、物料工具及资料图示准备与确认；2、依所需规格数量进行单层模块拼接；3、模组整面支架模块组合（层层组合）；4、挡（隔）板安装；5、确认面别套放治具进行间隔红线标示；6、在左边位置标示面别层别后放入料箱并填写流程卡标示车号箱号及面别。注意事项：1、组装到位;2、支架模块不得变形弯曲、断裂;3、编码必须统一在左侧(英文字母表示面别,数字表示层别).Page 42组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 前置加工前置加工3、空箱体拆卸及配置空箱体拆卸及配置作业步骤：1、拆卸上盖；2、拆卸面板及配件；3、用手或吸尘器清理箱内杂物异物；4、配

22、放环氧树脂板（绝缘板）及安装部件；5、上盖对应箱体标示相同的车台号；6、转移箱体和上盖到暂放区域或交付于产线。注意事项：1、箱体拆卸的螺丝禁止遗弃在箱内，须统一放置回收;2、作业过程中需检查配件物料、箱体结构及外观要符合标准要求;3、标示要清楚明晰。Page 43n 模组组装模组组装 作业步骤：1、清理干净组装作业桌；2、工具物料及文件资料的确认（扭力扳手确认10-10.5N.M绝缘）；3、依面别图示摆放支架及卡放电池；4、以总负极端面为参照由左至右扫码；5、依据图示组装连接片；6、套平垫弹垫点胶后锁固螺母（正极-铜镀镍&负极-铝）；7、用治具卡入连接块；8、依据图示由上而下串接各层电池；9、

23、自检作业。组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 44n 模组组装模组组装 注意事项：1、作业桌面必须清理干净，不得有任何杂物；2、扭力扳手的10N.M扭力值必须确认清楚；3、注意自检弹簧垫片；4、在依图示组装作业时务必看清红线处不得搭接连接片；5、确认电池的正负极性标识；6、扫码人员必须清楚模组组装的车型及台次、箱别、模组数量及组装作业站；7、注意连接片的层别（孔位处层别必须一致）及有无攻丝的使用位置；8、连接片套入极柱必须到底，且必须在用手压住连接片的同时套平垫、弹垫点胶锁螺母；9、拿取连接片、螺母、平垫、弹垫时每次只能取1PCS；10、连接片套入极柱不锁螺母的数量不得超过3

24、片；11、点胶时控制胶量与位置（宽度2个螺纹,长度3MM/靠螺纹外侧）；组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 45n 线材安装线材安装作业步骤：1、工具物料及文件图纸的准备与确认；2、确认模组面别，依据图示标注线材安装点位序号；3、依据箱别、面别分发线材及插件端绝缘自检；4、依据图示对应线材序号用螺丝锁固且自检；5、依图示走向理顺线材用扎带固定及绝缘；6、线材固定结束后理顺拉直多余部分依据电池组面别做长度比对；7、线材多出无法固定部分理顺后（套袋）用塑料夹固定在电池组上面；8、用斜口钳剪掉扎带边角料；9、自检作业。组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 46组装作

25、业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 线材安装线材安装 注意事项：1、线材锁固前，插件端必须用绝缘胶布包裹绝缘；2、锁固用的1#十字起金属柄径必须做绝缘处理；3、作业过程中线材严禁踩踏碾压及受硬物挤压；4、线材O型端子的整体平面侧朝连接片锁固；5、必须自检O型端子是否锁紧及轻扯线体检验是否断裂；6、斜口钳作业不得剪伤/剪断线材；7、必须确认清楚线材数量、序号与固定点序号对应一致；8、号码管需分置于线材两端。Page 47n 入箱入箱作业步骤：1、工具物料及文件资料图示的准备与确认；2、依据图示安装模组边框及锁固编制导线一端；3、依据图示确认电池模组与箱号对应及入箱顺序及面别朝向；4、环氧板

26、（绝缘作用）依据图示配置在箱体各面；5、依据入箱图示用升降叉车辅助转运入箱；6、串接电池模组后预装固定配件；7、理顺线材导线（套袋）摆放在电池组上；8、转运电池箱至整线区域。组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 48组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 入箱入箱注意事项：1、确认边框上下边及锁固螺丝必须垂直对准塑模支架孔；2、编制导线使用前必须确认已做绝缘处理；3、叉车运行务必小心谨慎防止撞人；4、入箱前须检查确认箱内无任何异物及环氧板放置正确；5、转运入箱时模组不得晃摆，线材严禁受到挤压及挡板不得松脱掉落；6、模组入箱后需确认其高度须对应一致；7、箱内作业必须使用绝

27、缘工具佩戴绝缘手套；8、工具物料使用后必须放置在物料车料盒里；9、检查箱体内不得遗留丢弃任何异物。Page 49n 整线整线作业步骤：作业步骤：1、依据图示确认线材走向；2、整理绝缘分压线、平衡充线；3、依据定义图示插接线材（分压线和平衡充线）；4、温控线的固定与整理；5、检测线材导通性；6、BMU和灭火器及配件的固定；7、线材、导线与端口连接绝缘；8、讯号端口及前盖板锁固；组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 50组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 整线整线 注意事项：1、必须使用绝缘工具；2、线材走向固定必须考量空间，遵循【平整有序、严控高度】的原则；3、端口导

28、线连接必须确保绝缘效果；4、BMU的固定必须对应箱号；5、线材插接必须依据图示确认孔位准确再行作业；6、线材插接端剥掉绝缘胶布后必须及时插入端口；7、检查箱体内不得遗留丢弃任何异物。Page 51n 测试测试 作业步骤：1、依序摆放串接电池箱；2、测试前讯号/电压检测；3、设置工步；4、测试；5、测试数据记录；6、电池箱拆掉串接线端口装护套并移离测试现场。组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 52组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 测试测试 注意事项：1、必须穿戴绝缘防护用品；2、必须确认电池箱的串接端口再作业；3、测试有异常时必须先关闭测试设备电源再视情况做处理；

29、4、测试区域严禁非专业及闲杂人员走动；5、消防器材定期检查、定位放置；6、测试环境必须整洁干燥。Page 53n 包装包装 作业步骤：1、锁固上盖、面盖板；2、按要求做防尘防水处理；3、箱体黏贴标签；4、装入木箱、放置防护棉用螺钉锁固压杆及上盖；5、配件包装；6、木箱黏贴标签；7、拍照记录。组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项Page 54组装作业步骤及注意事项组装作业步骤及注意事项n 包装包装 注意事项：1、螺丝锁固箱体上盖不得遗漏点位；2、木箱与电池箱别必须对应；3、螺钉锁固木箱时不得偏离点位；4、所有箱体标示必须统一位置且车次不得混淆；5、配件必须清点记录清楚及做好防震处理。Page 55 谢谢！