三星SDI模组的温度采样设计

这个模组是方形铝壳电芯的经典设计之一,你仍然能看到很多国内目前技术的影子。

其中有一个种模组的尺寸是:长355mm*宽151mm*高108mm,电量为1.23kWh,重量约为10.5kg,质量比能为117Wh/kg,体积比能为212Wh/L。电芯共有12个,串联。

整个模组采用无底板设计,由左右侧板组件、前后端板组件和上盖构成,侧板为镂空钢板,镂空结构为四个腰型孔,镂空的好处在于保证结构强度的条件下尽可能轻量化。

侧板与端板通过激光穿透焊进行连接固定,通常这里也可以使用缝焊或CMT焊接,相比之下,激光穿透焊对尺寸的精度要求没有上述二者高,从而减小对电芯和模组尺寸公差要求。

电芯底部与水冷板之间设计有导热胶,增强散热效率。

模组的CCS(Cell Contacting System)俯视图如下:

这个CCS的创意之一是,将温度采样与汇流排结合为一体,通过汇流排来计算电芯温度,正常的思路是温感先与电芯相连(这样你需要电连接、胶粘等),然后再与PCB板相连(这样又需要一次连接工艺),增加零部件,增加工时,增加成本。

这个CCS的方案在蔚来ES8最早的版本上采用时进行了演变,当时由于电池白名单,就没有量产。

CCS上设计有两个温度采样点,131和132,两者之间的距离大于5mm,。控制器133可以计算电池单元的每个估算温度Tb,例如通过方程式计算:Tb=T1-(T2-T1)×A

这里T1是由第一温度传感器131测量的每个电池单元的温度相应的第一温度,T2是由第二温度传感器132测量的电路板130的温度相应的第二温度,A是修正系数。因此,控制器133可以通过从由第一温度传感器131测量的第一温度T1去除电路板130的温度的影响来计算每个电池单元的估算温度Tb。

修正系数A可以根据第二温度T2和第一温度T1之间的温度差T21被不同地设置。对于温度差T21的修正系数A可以通过比较地累积电池单元的实际测量温度和电池单元的每个的估算温度Tb而被设置,温度差T21由电路板130上的第一温度传感器131和第二温度传感器132测量。

例如,当温度差T21是负值时,修正系数A可以被设为0。当温度差T21等于或大于0并且小于3时,修正系数A可以被设为0 .45。当温度差T21等于或大于3并且小于5时,修正系数A可以被设为0 .8。例如,当第一温度T1高于第二温度T2时,控制器133输出第一温度T1作为每个电池单元的估算温度Tb。当第二温度T2等于或高于第一温度T1时,控制器133通过从第一温度T1减去温度差T21乘修正系数A来输出每个电池单元的估算温度Tb。此外,修正系数A可以增加根据温度差T21设置的值。

电池模块中的电路板的温度变化的模拟结果和实验结果如下所示,这二者基本一致:

对这个温度采样设计专利感兴趣的回复 知化汽车0424,自取。


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