PACK制造工艺系列④:半成品组装:电池包制造的“精密拼图”艺术
2025-10-20
动力电池单体(电芯):如同作战单元士兵(基本作战任务:存储和释放电能),负责存储和释放电能,是军队的基石。
电池管理系统(BMS):如同司令部,负责接收指令、采集信息、计算决策、下达命令和保护。
热管理系统:如同后勤保障体系,负责加热或冷却,维持电池的最佳战斗状态。
传感器:如同侦察兵,负责采集信息。
线束和连接器:如同通信和运输系统,负责信息传递和电力输送。
其他组件:如同各类物资,虽非主要职能,但对系统性能有重大影响。
半成品组装就是要将各个部门、物资、通信和运输系统组成一个具备战斗力的“军队”。
01 箱体预处理
目前电池包箱体多采用挤压铝合金型材,先经过机加工,然后通过CMT焊接、氩弧焊、搅拌摩擦焊(FSW)、激光焊等焊接方法拼接,其工艺流程如下图所示。

箱体内部一般需要进行绝缘粉喷涂,杜绝潜在的漏电风险。箱体底部一般均匀喷涂发泡聚氨酯,保护液冷板,也能起到一定的保温作用。
箱体需经过严格的清洁和气密性检查,供应商发货前对箱体应进行全检,确保气密性合格才能发货。

箱体的预处理一般包括高低压插件(正负极快插件、低压通讯快插件)的安装固定、汇流铜排的固定,模组限位垫的粘贴(防止电芯与箱体液冷板直接接触)。
02 打胶
打胶是电池包组装中的关键环节,主要用于实现箱体与模组、模组与模组之间的密封、固定和热传导。
箱体与模组之间主要使用密封胶,用于防止水分、灰尘等外界杂质进入箱体内部,保障电池包内部环境的稳定性。
由于模组与液冷板或加热膜之间存在一定的间隙,因此在两者之间添加一层导热胶进行连接,即增强了电池包整体的结构强度,也提高了电芯散热的效率。
导热胶:一般有A、B两种组分构成,A胶是主性能胶,B胶为助力A胶固化的。
实际工厂生产过程中,为了加快生产节拍,一般采用打胶机进行导热胶的喷涂。如遇特殊情况,也可采用气动胶枪手动喷涂。

只起到导热作用的导热胶一般粘度较小,导热结构胶则粘性较强,既有导热作用,也可以起到一定的固定作用。
打胶方式:点胶、涂胶、喷胶和灌胶
点胶:主要用于线束固定和防止焊接氧化
涂胶:主要用于电芯之间的固定,或电芯与箱体之间的导热
喷胶:主要用于箱体底部的固定和导热(无模组方案多用)

03 模组吊装入箱
模组焊接完成后,需通过工装夹持固定,然后吊装放入箱体内指定位置。吊装工装一般是专门开发的,夹紧力应适中,既要保证模组的稳定,又不能对模组造成损伤,工装需能确保在吊装过程中模组不会发生晃动或脱落。
入箱以后,通过拉杆(一种非标的长螺栓)将模组端板与箱体横梁上的安装孔固定。之后,还需要在集成盖板上固定一层绝缘片,防止人员直接接触高压极片。

04 插件面板、BMS安装
模组吊装入箱后,就需要安装BMS和各种接插件了。一般接插件包括:高压插件、低压插件、消防水嘴,防爆阀、MSD(维修开关)等。目前,各大PACK集成商较多采用的设计方案是:将这些插件集成安装于一个插件面板上。
这种设计在制造过程中可以简化安装流程,加快生产节拍。另外,电池箱盖也只需要开设面板的安装孔,而不需要为每个插件都开设安装孔。
有的电池包可能还存在一个面板,那就是维修面板,因为BMS在电池包长期的运行过程中比较容易产生故障。通过维修面板可以将BMS从电池包内拆卸下来,而不需要将整个电池箱盖全部拆下来,这样很麻烦,并且频繁的拆卸箱盖,可以会影响电池包的气密性,导致IP防护等级下降。

05 串联铜排、通讯线束安装
自从2019年宁德时代发布了第一款CTP电池包——麒麟电池,各大厂家纷纷跟进,现在的电池包基本都是“无模组设计”,电芯之间的串并联通过CCS(集成母排)实现,而模组之间的串并联则通过铜排连接。
铜排分为软、硬两种。软铜排是通过多层铜箔叠压,高分子扩散焊接,套热缩膜制成。软铜排可以折弯,柔性较大,方便安装,抗振动性能也较好,但是相比硬铜排价格更贵。硬铜排是通过T2铜裁切,折弯,套热缩膜制成的。
值得注意的是,较长的铜排需要用固定在模组端板或者箱体上,一般利用塑料扣固定,或者直接用泡棉背胶粘贴。

尽管现在的电池包结构已经得到了很大的简化,但是CCS与BMS之间的通信还是需要通过低压线束实现。CCS上面的温度和电压传感器负责采集信号,通讯线束负责在BMS与CCS之间传输数据。
为了确保信号传输的稳定性,通讯线束的屏蔽和绝缘处理至关重要,能够有效防止外界电磁干扰对信号的影响。

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