一、概述

要使消費者更能負擔得起電動汽車，降低其電池成本是最重要的因素之一。電池是幾乎所有電動車中最昂貴的部件，而電池的高成本常被認為是電動汽車廣泛采用的主要障礙。

如能降低電池的初始制造成本，延長電池的使用周期，這將有助于提高電動汽車市場份額的增長，最終對減少溫室氣體的排放和改善空氣的質量產生重大影響。

本文深入探討了電池互連CCS系統技術的重要性，該技術利用簡化設計和裝配來幫助降低電動汽車的電池成本，同時通過優化電流路徑和盡量減少電池熱點來延長電池的生命周期。

二、為什么電池互連CCS組件很重要？

圖1 ?一般來說，根據客戶要求定制的電池互連可以支持大電流和高電壓

電池互連CCS組件是電動汽車中電池包的重要組成部分。是電池包內個電芯之間的連接和電池包之間連接或與外部電器件連接的關鍵部件。

圖2 ?CCS組件設計得又平又薄，以便更好地散熱并與扁平的電池包相配

不管是降低成本，還是提升動力電池生命周期內的可靠性，CCS組件的使用都非常關鍵。通過優化電流路徑，CCS組件有助于減少電池包的能量損失，這反過來又減少了電池包的發熱量。延長電池包的使用壽命。

三、優化電池互連CCS組件的主要挑戰

圖3 ?提高儲能效率的挑戰仍然存在，因為需要更大的電池包，同時繼續保持或減小電池尺寸和重量

1、容納更多單元的更大型電池模塊

要在單個模塊和整個電池包內組合更多電池單元，這一趨勢是電池設計者和CCS組件制造商面臨的主要挑戰之一。鑒于需連接的電池單元越來越多，CCS組件必須在更大的外形尺寸上維持所有電池之間的高精度連接。無論在制造精度還是質量控制方面，這就要求電池互連系統的制造商均達到最高水平，以便創建和覆蓋更多區域內的電池互連設計。

2、減輕電池包的重量

自移動革命開始，汽車制造商和供應商便面臨著減輕車輛整體重量的挑戰，而電動汽車電池始終是車輛中最重的部件。因此，池互連設計者不僅面臨著讓使CCS組件更薄更輕的要求，還肩負著擴大有效表面積以連接更多電芯的使命。

圖4 均勻的溫度和電流密度分布改善了鋰離子電池單元的老化性能

3、避免過熱區域

CCS過熱區域是在電動汽車電池包的電池互連系統中可能出現的局部高溫區域。這些熱點往往是由CCS組件內的電流分布不均造成的，這可能導致局部熱失控。

4、電芯平衡

電芯平衡是一個試圖確保每塊電芯都能平等的充放電的過程，以便電池包盡量高效安全地運行。當電池組中的電芯不平衡時，部分電芯可能會過度充電或充電不足，這可能會導致性能下降、壽命縮短，而且在極端情況下，還會出現過熱或火災等安全隱患。

電池管理系統（BMS）的使用會通過溫度監測和充放電速率的調整來提供幫助，另外， BMS還可以發出警報并在必要時關閉電池。增加絕緣或冷卻也有幫助，但這會增加成本和復雜程度。因此，處理過熱點和電芯失衡的最佳方法是設計CCS組件來實現整個電池的最佳電流分布。

四、采用U-Turn技術的Cell-PLX?會如何優化電池互連系統

要一并解決所有這些挑戰，這就需要采用全面的電池互連系統來打造一項徹底革新的技術方法。

圖5?CCS組件可長達2000 mm，薄至0.2mm，可選冷層壓或熱層壓

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Interplex的Cell-PLX?電池互連CCS系統是一種輕量級、超扁平、很可靠的解決方案，非常先進、可以定制，它能幫助電動汽車OEM克服定制可靠的電池連接的挑戰。

在電池互連裝配過程中，帶有絕緣層介電層的母排、由柔性印刷電路（FPC）組成的低壓數據采集線路、電池座，能和各電芯以高效可靠的方式相互組合，以供批量生產，同時幾乎可以適配任何電池組尺寸、功率要求和配置。

圖6 鋁或銅電芯連接母排將電流從方形電池傳輸到電池包的其他部分

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利用U-Turn最大限度地減少過熱區域

圖7 利用U-Turn技術，當能流由單個導體層從正極端子移到負極端子時，能流的組織效果明顯更好

隨著新專利U-Turn設計項的引入，Interplex 目前進一步升級了Cell-PLX?技術來解決另一關鍵問題，即電動汽車電池在CCS組件的電流中產生熱點的趨勢。U-Turn技術讓整個電池互連的電流分布更加均勻，規避了熱點的出現，這樣便無需復雜和昂貴的附加機制來監測或減輕出現的熱點。

同樣，Interplex的精密、大批量制造方法和質量控制措施確保每個Cell-PLX?CCS組件具有一致的厚度。即使對于非常大的電池互連，這也有助于U-Turn在整個電池互連系統中實現功率的均勻分布。

• 精密沖壓，一致性，長度超2m,2mm-3mm厚度
• 針對外觀要求很高的清洗工藝
• 高精度模切，沖壓，覆膜
• 符合絕緣強度溫度剝離力要求
• 膜的收縮率在覆膜的工藝精準控制

• 集成溫度電壓采集

五、總結

圖9 Cell-PLX?電池互連系統在圓柱形和棱柱形電池上的應用

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上述電池互連系統技術的改進能帶來諸多益處，具體包括以下幾點：

• 降低了電動汽車的電池成本，讓電動汽車更加實惠，讓更多消費者都能使用，這有助于向更可持續、更低碳的交通系統過渡。
• 電池續航時間更長，這有助于提高電動汽車的性能和續航里程，使其比傳統的汽油動力車更有競爭力，也提升了消費者對電動汽車的信心。
• 隨著電動汽車的普及，交通對環境的影響將減弱，這有助于減少溫室氣體排放、空氣污染和對化石燃料的依賴。
• 電動汽車的電池技術也可適用于儲能系統，比如電網級電池或住宅儲能系統。如果電池成本能夠降低，這將有助于加快儲能系統的部署，無論是將更多的可再生能源納入電網還是提高電網的穩定性，這都是至關重要的一步。
• 電動汽車電池的高成本常被認為是導致電動汽車制造商盈利能力低下的主要因素。如能降低電池成本，這有助于提高電動汽車制造商的利潤率，這反過來會增加對研發的投資，最終生產出更實惠、性能更好的電動汽車。
• 改進的電池設計還能改善電池回收，因為更多的電池可以重復使用或重新利用，這有助于減少浪費，促進循環經濟。

總之，無論對電動汽車制造商還是整個世界，成本更低、壽命更長的電動汽車電池都能帶來廣泛的好處，包括提升電動汽車的采用率、改善性能和續航里程、減少對環境的影響、增加儲能容量、節約成本以及改善電池回收。

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原文始發于微信公眾號（鋰電產業通）：電池互連CCS系統技術的重要性