聊聊刀片电池的BMS采样板连接方式

huangguang

下周就要到五一了，感觉过完年还没多久啊；五一计划了好多事情，不知道最终能做多少，估计还是在家躺平。



刀片电芯是最近几年在汽车电池包上应用得比较广泛的产品，作为一种新的产品应用，它给BMS采样板也带来了一些新的使用场景。（图片来源于网络）



刀片电芯典型的特征是本体比较长，正极柱与负极柱分别在电芯长边的两端，所以其在成组时的串联形式就会和之前的方形电池不太一样。



具体画一下哈，以8串刀片电芯为例，每一节电芯的正极柱和负极柱分布在上下两端，如下图：电芯方向交替放置，在电芯的两端用铜排或铝排把8串电芯串联起来，目前一切都是OK的。



然后我们在刀片电芯的一端布置了采样板，并且需要将采样线束连接到采样板，此时就有问题产生了，如下图：我们发现只有5条采样线可以连接到采集板，远端的4条采样线是拉不过来的，或者说想要拉过来会付出很大的成本代价。



实际看下刀片电池成组后的样子，如下图，左右两端分布为刀片电芯的正负极，在这么长的距离下，电芯又是彼此紧紧挨在一起，确实把一侧的采样线引到另外一侧是一件不容易的事情。



然后工程师们就想到了一个办法，即借用刀片电芯的金属铝外壳作为导体，将远离采样板的电芯采样点连接到对应电芯的外壳上，这样在采样板端就可以通过连接电芯的外壳来获得采样点，画个图示意下：下图中的1、3、5、7号奇数电芯在上端将正极与外壳短路到了一起，然后在下端的采样板处，就可以从1、3、5、7号电芯的外壳上取采样点，这样就凑齐了9条采样线，来采集8串电芯。



这个方案具体实现方法如下：即通过FPC与镍片结合的方式，对应的电芯上焊接了两个镍片，一个焊接到电芯电极处，另外一个焊接到壳体，然后这两个镍片又通过FPC短接到一起，就完成了将外壳与电芯电极相连。



然后在另外一端的采样板，也是通过PCB+镍片这种形式焊接到电芯处，之前学习过比亚迪汉的采集板，里面有介绍过这种形式，如下图。



然后采集板焊接到刀片电芯后的样子如下图，PCBA上下都布置有镍片。



至此，刀片电池采样线的问题就解释清楚了，然后再引申出另外一个事情，在某一些刀片电芯模组的采集板上发现其镍片的数量远远多于需要的采样点数量，如下图，这个采集板上侧的镍片一个挨着一个，而且都焊接到了电芯的外壳上，镍片总数量是远超需求数量的，这个是为什么呢？



所以我找了一下这个板子，如下图：发现多出来的镍片都是偶数节正极，即偶数节正极同时有两个镍片在PCBA上。



到这里，事情就比较明朗了，我们通过FPC将奇数节电芯的外壳与正极相连，而上面的板子又通过PCB将偶数节电芯的正极与外壳相连，这样所有电芯的外壳都与其正极连在了一起，这样的目的是为了避免铝壳腐蚀，咨询了电芯专家，其腐蚀的电化学原理比较复杂，我是搞不懂的，简要讲当铝壳比负极电位高出某个值时，就可以减少铝壳腐蚀的问题。

最后，通过电芯工艺的不断改善，目前很多电芯也不需要让外壳短接到正极来解决壳体腐蚀问题了，所以目前的采样板也不需要这么多的镍片了。

总结：

通过以上了解，还可以发现刀片电池的采集板确实不好维修，既不容易拆下来，也不容易安装上去，哈哈；以上所有，仅供参考。