随着电动汽车行业的不断成熟,降低成本和优化批量生产已成为电动汽车制造商和电池制造商关注的首要问题。目前,电池仍是大多数电动汽车中成本最高的组件。这为我们带来了一个绝佳的商机。
本文重点讨论了如何优化电动汽车电池电芯巴片的组装和层压工艺,提高生产效率,从而增加电池产量并降低电池成本。
CCS组装方法概述
顾名思义,电芯巴片 (CCS) 是收集单个电池电芯输出功率并汇聚电流以传输至电动汽车动力传动系统的关键元件。
CCS 通常由一组导电板或导电箔(通常由铜或铝制成)组成。这些导电板或导电箔与各个电池电芯粘合在一起,形成了一条将能量传输到电池外部电路的低电阻通道。
如下图所示,CCS 设计通常采用三种组装方法。
- 塑料托盘法 —— 此法使用模制塑料托盘来固定集电板。由于塑性成型工艺的公差限制,此法组装的 CCS在尺寸上往往大于层压法组装的 CCS,并且无法很好地扩展以处理大型电池包或现在出现的cell-to-pack和cell-to-chassis应用。
- 热层压法 —— 此法对薄导电箔和绝缘层进行层压。因此,热层压法可以降低 CCS厚度,并适应更大尺寸和更高配置的cell-to-pack或cell-to-chassis应用。(通常适用于小型电芯)。
- 冷层压法——此法相对较新,消除热层压的一些不足之处,减少能量损耗,可适应更大尺寸的电芯,并且降低成本。
层压法的优点;热层压法与冷层压法的利弊权衡
过去,塑料托盘法的优点在于可以帮助正确定位电芯,保持电芯与焊接接点对齐,并提供持续的位置稳定性。
然而,大多数现代电动汽车电池设计和cell-to-pack应用目前通过使用泡沫、胶水或其他方法来实现电芯定位,而塑料托盘法对于电芯定位不再那么重要。
因此,许多电池制造商转而采用各种能够降低厚度、缩小公差并且提高可适用CCS尺寸的层压工艺。
在热层压法和冷层压法中,CCS 通常由底层绝缘层、顶层绝缘层、电芯连接组件、导电柔性电路以及中间用于保持定位的某种胶粘剂组成。
当然,胶粘剂的完整性及其承受严酷汽车环境的能力是层压法所制 CCS 取得成功的关键因素。这也是热层压法和冷层压法的主要区别。
热层压法同时使用热量和压力来固化和固定胶粘剂层,而冷层压法仅使用压力。
相较于冷层压法,热层压法的成本更高,涉及的生产步骤更多,周期更长,但最终产品的质量和坚固性也更好。
ENNOVI 同时提供塑料托盘法、热层压法和冷层压法,以满足电动汽车和电池制造领域客户的多样化需求。
不过,我们始终致力于帮助客户创新并降低成本。因此,ENNOVI 最近与胶粘剂和绝缘膜供应商进行了广泛的研究,全面权衡标准冷胶粘剂产品的优劣利弊,以确定最佳组装方法。
这项研究以及在实际 CCS 组装中对一系列冷胶粘剂进行的广泛测试,为 ENNOVI 提供高性价比、坚固耐用的冷层压替代产品奠定了坚实的基础。
除了缩短生产周期之外,ENNOVI丰富的预验证的绝缘膜知识和成熟的冷层压知识还提供了重要优势,如缩短开发周期和缩短产品上市时间等。
总结
CCS 组装方法的演变为电动汽车制造商和电池制造商的电池组件设计和制造提供了更多的选择。然而,如果无法清楚地权衡利弊,更多的选择有时会导致前端工作的延误。
正因如此,ENNOVI 在构建广泛的预验证绝缘膜和方法数据库方面进行了大量投资,努力为我们的客户在设计初始阶段以及整个开发和生产过程中提供了重大优势。
ENNOVI的工程团队可以帮助客户从一开始就评估经过验证和全面测试的各种方案,这样客户就不必每次进行新设计都从零开始,也能避免在整个开发周期中出现任何死胡同或需要重新开始的情况。