LG軟包模組設計解析-雷諾ZOE

這次是祁鵬飛工程師的作品，感謝他為大家帶來模組的解析，供各位讀者參考。本公眾號接受工程師們的投稿，也願意成為汽車行業和汽車電子行業的工程師的聚集地。

2016年9月雷諾對ZOE電池包進行了升級，新款電池包總電量為45.6kWh，可用電量為41kWh，系統額定電壓360V，系統成組方式為2P96S，共192個電芯，由12個2P8S模組組成。

雷諾ZOE電池包總體結構

雷諾ZOE電池包採用LG電芯，電芯雙側出極耳，電芯尺寸325mm×135mm×11.2mm，重量0.86kg，模組尺寸373mm×204mm×140mm，重量16.4kg。電芯重量占模組重量83.9%，電芯體積占模組體積73.8%。

雷諾ZOE模組

模組包含8個2P單元，模組裝配時將8個2P單元堆疊，一起插入模組下塑料殼體，再扣合上塑料殼體，上下塑料殼體通過8個M4自攻螺釘鎖緊，採用自攻螺釘可以極大減小下殼體螺母位置的空間需求。

雷諾ZOE模組（拆掉上蓋）

每2個電芯被1個上鋁殼體和1個下鋁殼體包裹形成2P單元，兩個鋁殼體通過卡扣連接在一起，鋁殼體的料厚為0.4mm。

鋁殼體衝壓形成3條凸起，凸起高度為0.8mm，相鄰2P單元鋁殼體的凸起接觸，形成寬度1.6mm的間隙，電芯的熱量傳導至鋁殼體，通過間隙內的空氣流動對電芯進行冷卻，同時間隙也可以吸收電芯的一部分膨脹。

模組2P單元

模組的串並聯採用鍍鎳U形銅排和雙層極耳超聲波焊接，每個極耳在三個位置焊接，焊接區域形狀為方形。超聲波焊接對於銅鋁材料的組合來講，工藝穩定可靠，在LG模組中廣泛應用，例如在LG為BOLT EV設計的3P模組中也應用了超聲波焊接工藝。

電芯極耳超聲波焊接結構

為避免超聲波焊接時工裝振動對電芯極耳造成損傷，在電芯極耳處理時，將極耳衝壓形成凹槽用於吸收振幅，這種結構LG早年已經申請了專利。當然，在電芯極耳上衝壓形成凹槽也可以減小在電池包振動時電芯極耳撕裂的風險。LG 的另外一款模組，通過PCB板和BUSBAR錫焊採集電芯電壓，結構設計對BUSBAR連接至PCB板的位置進行衝壓減薄並形成凹槽以吸收振動。

電芯極耳衝壓凹槽示意圖

模組輸出銅排厚度為2mm，串並聯U形銅排厚度為0.8mm，所以在輸出排的位置採用了TOX鉚接結構進行不同料厚的過渡，需要注意的是TOX鉚接結構適用於不同厚度的零件組合，鉚接後形成鉚接凸起，料厚較薄的一側為凹模側，結構設計時應注意避讓。

模組輸出排結構

模組採集採用線束方案，線束從模組底部跨接模組兩端，由接插件在模組一端輸出電壓和溫度信號，該模組共9個電壓採集點和1個溫度採集點。

電壓採集線束通過泰科接插件和BUSBAR相連，這種結合方案在LG多款模組中有應用，這種方式使得採集線束和BUSBAR在結構上是不同的組件，在裝配性和可靠性上有較大優勢。

電壓採集接插件

每個電壓採集線束上設置了保險絲用來保護系統安全，早年LG為雷諾設計的另一款模組也設計了保險絲結構，這應該是雷諾對系統安全考慮的延續。

電壓採集線路保險絲設計

溫度感測器外形為片狀，厚度為1.6mm，從模組底部插入，採集鋁殼體的溫度，因為鋁殼體和電芯接觸良好，所以這種採集方式基本解決了溫度採集響應和溫差的問題，如何製造小尺寸溫度感測器以及避免溫度感測器在電芯擠壓下不被破壞，大家是否有一些經驗呢？

以上是我對雷諾ZOE模組結構的初步分享，大家如果有其他的更多看法，可以多多交流，

作者為：祁鵬飛，微信號是：qipengfei-yp