動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)。動(dòng)力電池單體如何組合成模組？模組如何組合成PACK？目前普遍采用方法是焊接工藝。特斯拉電動(dòng)汽車的PACK采用的就是激光焊工藝。大家對特斯拉電動(dòng)汽車采用18650電池，認(rèn)為并沒有什么先進(jìn)地方，但是對特斯拉的PACK采用的激光焊工藝水平比較高，紛紛點(diǎn)贊。

中國電動(dòng)汽車動(dòng)力模組、PACK成組也可以采用激光焊工藝，但是投入大高，質(zhì)量把控中國目前做不到，普遍認(rèn)為如果跟特斯拉學(xué)，風(fēng)險(xiǎn)極高。下面介紹工藝相對簡單、投入不大、質(zhì)量把控高、可靠性有保障的動(dòng)力電池模組、PACK純機(jī)械組裝技術(shù)及實(shí)例，分享給同行。

一、電池模組、PACK焊接難點(diǎn)與不足

新能源汽車的發(fā)展對動(dòng)力電池外觀、電池容量、電池耐久性等都在不斷提出新的要求，激光焊接自然是電池廠商首選生產(chǎn)設(shè)備之一。實(shí)踐證明，其主要的接難點(diǎn)與不足如下：

①如果采用是側(cè)焊工藝，焊接后可能會(huì)導(dǎo)致凸起，對后續(xù)工藝的裝配會(huì)有些影響。因此側(cè)焊工藝對激光器的穩(wěn)定性、材料的潔凈度和頂蓋與殼體的配合間隙有較高的要求。

②如果采用頂焊工藝，對前道工序入殼及定位要求很高，對設(shè)備的自動(dòng)化要求高。

③表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡是激光焊接的致命傷。目前基本上都鋁殼電池，會(huì)面臨焊痕表面凸起、氣孔、炸火、內(nèi)部氣泡問題等。

④動(dòng)力電池在焊接時(shí)是帶電作業(yè)。無論采用什么焊接工藝，對鋰電池而言，都會(huì)有不同程度的破壞作用，。

⑤動(dòng)力電池單體生產(chǎn)過程中一致性控制要求極高，最后還要進(jìn)行一致性篩選，如需單體電池再進(jìn)入模組焊接。模組對焊接工藝的一致性要求更高，如果模組的一致性不能保障，前面單體一致性保障措施，沒有一點(diǎn)意義。

⑥采用焊接工藝，后續(xù)電池梯度利用困難重重?？梢哉f，如果后續(xù)的梯次利用，又用焊接工藝，模組的一致性已經(jīng)沒有辦法保障了。

焊接工藝實(shí)例效果，（見圖1）

圖1 鋁殼電池焊接工藝及效果

二、動(dòng)力電池模組、PACK純機(jī)械組裝基本原理

其基本原理：大家比較熟悉的手電筒。1號電池即單體，2節(jié)（3節(jié)）電池負(fù)極接正極，用一個(gè)鋁殼圓筒將節(jié)電池包裹起來，使其固定作業(yè)。對負(fù)載而言，一個(gè)正極、一個(gè)負(fù)極，兩頭用帽子擰緊即可。

動(dòng)力電池模組原理與電筒是一樣的，但在工程設(shè)計(jì)上有本質(zhì)上的區(qū)別。模組每一個(gè)單體也是用圓筒座固定起來，即M個(gè)圓筒座將M個(gè)單體并聯(lián)起來。在正極（負(fù)極）端用金屬匯流排，將M個(gè)正極（負(fù)極）并起來即可。（見圖2）

模組與模組的串聯(lián)，再用導(dǎo)流板串聯(lián)即可。

三、模組、PACK純機(jī)械組裝技術(shù)特點(diǎn)

①結(jié)構(gòu)可靠：抗震動(dòng) 抗疲勞；

②工藝可控：無過焊、虛焊，確保電芯100%無損傷；

③成本低廉：PACK產(chǎn)線自動(dòng)化成本低，包括生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)損耗；

④易分拆：電池組易于維護(hù)、維修，低成本，電芯可梯次利用性好。

四、與焊接工藝比較比較分析

① 電芯無損傷，尤其是自放電方面；

②可全工段檢測，模塊質(zhì)量可控；

③無發(fā)生焊點(diǎn)脫開，抗震動(dòng)性能優(yōu) ；

④BOM成本低于正負(fù)極焊接工藝；

⑤投入低，設(shè)備自動(dòng)化程度高；

⑥便于維護(hù)成本，電芯可梯次使用；

⑦模塊內(nèi)阻略低于正負(fù)極焊接工藝，遠(yuǎn)于鋁絲超聲焊。

五、動(dòng)力電池模組、PACK純機(jī)械組裝全自動(dòng)化產(chǎn)線實(shí)例

①適用于18650、21700、26650圓柱形電池；

②動(dòng)力電池模組純機(jī)械組裝線（見圖3）；

③組裝線設(shè)備清單

④實(shí)車250天、大于500次充放循環(huán)的電芯狀態(tài)

六、拓展應(yīng)用

動(dòng)力電池基本分為圓柱形、方形、軟包裝三大類。目前已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)圓柱形電池模組、PACK純機(jī)械組裝。目前有關(guān)動(dòng)力電池幾何尺寸的國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布。同理，方形、軟包也是可以推廣應(yīng)用動(dòng)力電池模組、PACK純機(jī)械組裝技術(shù)。這一技術(shù)的推廣應(yīng)用，其意義是不言而喻的。