動力電池模組，將若干單體電芯通過導(dǎo)電連接件串并聯(lián)成一個電源，通過工藝、結(jié)構(gòu)固定在設(shè)計位置，協(xié)同發(fā)揮電能充放存儲的功能?？梢哉f模組的基本作用就是連接、固定和安全防護(hù)。

常見的模組類型，根據(jù)電芯與導(dǎo)電母排的連接方式可以分成焊接、螺接、機(jī)械壓接三種形式。有研究表明，電芯單體與模組母排之間的連接方式，不僅僅影響制造效率，是否可以實現(xiàn)自動化，其對電池裝車以后的性能表現(xiàn)同樣會有不容忽視的影響。今天不挖為什么，只匯總一下主要的模組連接方式。

焊接

應(yīng)用于電池模組的焊接工藝，主要有激光焊接、超聲波焊接和電阻焊。其中，激光焊配合工業(yè)機(jī)器人正在逐步成為自動化模組生產(chǎn)線的主力。

焊接工藝，效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。在不斷改進(jìn)焊接工藝，限制成型過程中的熱影響以后，在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越多。

圓柱電池模組激光焊接

焊接之后，是這個樣子的：

軟包電池模組焊接

電芯和母排的搭接形式是下面這個樣子：

焊接方形電池組

展覽會上，一家廠商的展品。

一些局部激光焊接電池單體和連接的焊點形狀：

螺接

螺接，用防松螺釘固定電芯與母排之間的連接。這種形式，工藝上比較簡單，但主要應(yīng)用于單體容量比較大的電池系統(tǒng)中。尤其方形電池螺接結(jié)構(gòu)比較多。

圓柱電池組的螺栓連接

在前些天看一個儲能展覽的時候，發(fā)現(xiàn)銀隆的圓柱電芯有螺接形式的，而中車的超級電容，其中圓柱形的也是螺接。下圖是在網(wǎng)上找到的圖片示意。大型圓柱電芯，螺接是一種常見形式。

方形電池組的螺栓連接

寶馬i3模組

三菱的2011款i－MiEV電池模塊

螺接電芯串聯(lián)的樣子

軟包電池組螺栓連接

Nissan Leaf軟包電芯小模組與母排之間是螺栓連接。

機(jī)械壓接

圓柱電池機(jī)械連接方案

該方案由于依靠導(dǎo)電件的彈性變形保持電池與回路的電連接，占用空間略大，導(dǎo)致能量密度受到影響，但好處也是顯而易見，電池在梯次利用中，拆解方便，獲得完整電芯的可能性高。

方案中導(dǎo)電件示意圖

組裝后的模組實物是這樣的:

軟包電芯機(jī)械壓接方案

依靠狹縫式的彈性導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，把軟包電池極耳直接夾持在模組導(dǎo)電件上獲得穩(wěn)定電氣連接。省去焊接過程，同樣拆卸方便。小模組圖片中用紅色圈出來的位置，即為電氣連接位置。

三種連接方式的比較

焊接的連接電阻小于螺接，前面有一篇文章涉及到了這個實驗和相關(guān)數(shù)據(jù)。為了方便查看，重新復(fù)制粘貼在下面附錄中。文獻(xiàn)結(jié)論是，焊接的內(nèi)阻小于螺接。連接電阻小，儲存在電池里的電能能夠以更高的效率支持汽車跑更遠(yuǎn)的距離，這個是焊接明確的優(yōu)點。同時，焊接的生產(chǎn)效率提升空間大，可以說總體上，焊接優(yōu)于螺接。但也可以看到，螺接一般在大型電池上應(yīng)用，其更強(qiáng)的導(dǎo)電能力得以凸顯，而效率低的劣勢被削弱了。

沒有找到機(jī)械壓接的具體數(shù)據(jù)，機(jī)械壓接的好處在于拆裝靈活，后期維護(hù)以及二次回收利用成功率高。缺點是組裝效率難于大幅度提升，若機(jī)械連接結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理，則在長期的道路車輛運行環(huán)境下，接觸電阻發(fā)生變化的可能性高。

附錄：焊接螺接對比實驗

模組形式如下圖所示。選取某廠家軟包裝鈦酸鋰電池進(jìn)行成組，其特性參數(shù)如下表所示。

鋰電池模塊由鈦酸鋰電池、模塊安裝板、絕緣隔離塊、罩殼、長連接排、短連接排、極柱組成，鋰電池模塊結(jié)構(gòu)如下圖所示。每兩個模塊安裝板中間放置一個電池，形成5 并3 串的結(jié)構(gòu)形式，串并聯(lián)連接使用長連接排和短連接排將電池連接在一起，電池與長/ 短連接排之間以螺絲螺母的連接方式緊固。

極柱作為鋰電池模塊對外輸出的接口，與短連接排相連，連接方式也為螺絲連接。長連接排與短連接排之間以絕緣隔離塊進(jìn)行電氣隔離。

連接方式一：全螺絲連接的鋰電池模塊，即鋰電池與長/短連接排、短連接排與極柱之間的連接全部采用螺絲連接的方式。

連接方式二：半激光焊接半螺絲連接的鋰電池模塊，即鋰電池與長/短連接排之間的連接采用激光焊接，而短連接排與極柱之間的連接采用螺絲連接的方式。

連接方式三：激光焊接與一體式極柱的鋰電池模塊，即鋰電池與長/短連接排之間的連接采用激光焊接，而短連接排與極柱做成一個整體的零件。

測試方法，單獨測試螺絲連接和激光焊接的連接阻抗，各取一塊短連接排與一節(jié)鋰電池分別做螺絲連接和激光焊接實驗，測量記錄下各自的連接阻抗。同時通過測量鋰電池模塊正負(fù)極兩端來得到整個模塊的內(nèi)阻值，從而比較不同連接方式下鋰電池模塊的內(nèi)阻差異。連接阻抗和內(nèi)阻均采用HIOKI 電池測試儀測量獲得。

在鋰電池模塊內(nèi)布置若干熱電阻或熱電偶作為溫度測量點，通過充放電實驗測試鋰電池模塊不同溫度點的溫度情況。鋰電池模塊額定電流為100A，考慮到超負(fù)荷運行的極限電流大約為120A，故在實驗測試中以電流120A 的極限情況進(jìn)行充放電。記錄充放電過程中各溫度測量點的最高溫度、溫升和溫差。連接方式一的鋰電池模塊溫度測量點為4 個(受當(dāng)時條件限制，只測了4個關(guān)鍵點)，采用的是熱電阻測溫。連接方式二和三的鋰電池模塊溫度測量點為12個，采用的是熱電偶測溫。

經(jīng)過實驗測試，連接阻抗和鋰電池模塊內(nèi)阻如表2 所示。不同連接方式的鋰電池模塊經(jīng)過120 A 充放電(一個充放電循環(huán))實驗，其測量點的溫度測試結(jié)果如下表所示。

實驗結(jié)果分析，從數(shù)據(jù)可以看出，螺絲連接的連接阻抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光焊接的連接阻抗。形成螺絲連接的連接阻抗大的主要影響因素有：連接面表面不平整(表面粗糙度較大)；受到環(huán)境因素影響，長/短連接排和電池接觸面產(chǎn)生氧化或腐蝕；螺絲擰緊力不夠，每個螺絲的擰緊力矩不一致；外界因素干擾引起螺絲松動，包括在運輸、搬運過程中振動引起的螺絲松動。由于激光焊接是將光能轉(zhuǎn)化為熱能，使材料熔化，從而達(dá)到焊接的目的，相當(dāng)于將兩者熔為一體，因此這種連接方式的阻抗必定會比較小。從鋰電池模塊內(nèi)阻上看，連接方式三的鋰電池模塊內(nèi)阻優(yōu)于連接方式一和連接方式二。

參考文獻(xiàn)：

1 王麗梅，集成方式對磷酸鐵鋰電池組SOC間偏差的影響;

2 胡春姣，純電動汽車鋰離子電池模塊設(shè)計及熱特性分析;

3 鄭鄖，基于儲能的退役動力電池梯次利用成組連接技術(shù);

4 周吉，鋰電池成組連接技術(shù)的研究;

部分圖片來自129lab，其余圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開資料。只做學(xué)習(xí)交流之用，轉(zhuǎn)發(fā)請與后臺聯(lián)系。

文一波：新能源汽車崛起 從核心技術(shù)突破開始

導(dǎo)讀：“中興事件”的啟示表明，中國制造最大的詬病即在對核心技術(shù)的掌控上。在當(dāng)前國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)如火如荼的背景之下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)要想真正崛起應(yīng)從以“三電”為代表的核心技術(shù)突破開始。

近日，中興通訊遭美國禁運制裁事件備受關(guān)注。

當(dāng)?shù)貢r間4月16日，美國商務(wù)部網(wǎng)站公告，7年內(nèi)禁止美國企業(yè)向中興通訊出口任何技術(shù)、產(chǎn)品。公告稱，中興通訊違反了2017年與美國政府達(dá)成的和解協(xié)議。美國政府指控中興通訊違反美對伊朗的出口管制政策。

中興通訊事件再次暴露出中國在一些關(guān)鍵核心技術(shù)上受制于人的軟肋。可以預(yù)見的是，如若核心元器件不能及時到位，中興將面臨巨大危機(jī)。與此同時，業(yè)界、學(xué)界乃至全社會亦有擔(dān)心，在中美貿(mào)易爭端不斷升級的背景下，中興通訊是否只是開始？

回答不容樂觀。

桑德集團(tuán)董事長文一波在日前召開的“新時代新租賃——金融租賃十周年高峰論壇”上坦言：“我國是一個對石油高度依存的國家，而且運輸?shù)纳€有很多不確定性。如果像美國制裁中興一樣，將來有一天中國的石油生意也受到制裁，那么中國的經(jīng)濟(jì)命脈可能也將面臨巨大的危險?！?/p>

文一波認(rèn)為，“中興事件”的啟示表明，中國制造最大的詬病即在對核心技術(shù)的掌控上。在當(dāng)前國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)如火如荼的背景之下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)要想真正崛起應(yīng)從以“三電”為代表的核心技術(shù)突破開始。

新時代的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

不管承認(rèn)與否，中國確實已經(jīng)“日益走近世界舞臺的中央”。

中國是目前全球產(chǎn)業(yè)鏈最完整的國家。文一波指出，我國擁有39個工業(yè)大類，191個中類，525個小類，是全世界唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國家，從而形成了一個舉世無雙、行業(yè)齊全的工業(yè)體系。

“但是在過去的發(fā)展過程中間有些產(chǎn)能還是比較落后，高污染、高能耗、缺乏競爭力的產(chǎn)業(yè)依然存在?！蔽囊徊ㄕf，在這種情況下，加快淘汰落后產(chǎn)能是必然要求，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)是重要抓手。

當(dāng)前我們有很多領(lǐng)域的產(chǎn)能位居世界第一，一些領(lǐng)域甚至超過其他所有國家之和，工業(yè)增加值是美、日、德、印之和。我們需要找到一些有足夠?qū)挾鹊摹八{(lán)?！保詫嵤爸袊圃?025”為抓手，加快實現(xiàn)我國制造業(yè)由高速增長向高質(zhì)量發(fā)展的跨越。

當(dāng)前還是一個快速變化與革新的時代。我們必須面對和適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來的變化和沖擊。作為有著二十多年環(huán)境和新能源從業(yè)經(jīng)驗的領(lǐng)軍人物，文一波一向以前瞻的眼光和謀略著稱。他坦言在新時代的宏觀背景下，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，企業(yè)最應(yīng)該做的，是找尋一片足夠大的“藍(lán)海”，用新工具、新思維創(chuàng)造一個新行業(yè)。

新能源汽車的召喚與痛點

中興的遭遇一度令文一波聯(lián)想到了中國的新能源產(chǎn)業(yè)。

他指出，當(dāng)前我國的能源戰(zhàn)略存在一定程度上的軟肋。首先，我國富煤、貧油、少氣，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)嚴(yán)重污染環(huán)境，影響和危害人類健康。其次，至2020年中國的汽車耗油量占石油消費將超過57%。第三，我國石油對外依存度逼近70%，尤其在當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢面前越發(fā)被動，難以為繼。在這種形勢下，改變能源結(jié)構(gòu)，推動以新能源汽車特別是電動汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車是必然選擇。

目前中國汽車產(chǎn)能差不多占了全球接近一半。但是，中國的汽車基本上是一個代工的狀況，核心技術(shù)基本上沒有通過市場，核心部件如高端發(fā)動機(jī)、變速箱等技術(shù)仍依賴歐美日。而且大多高端的車型也只在國外生產(chǎn)，我國只生產(chǎn)了一些中低端車型。鑒于近幾年的實踐證明，新能源汽車產(chǎn)業(yè)“彎道超車”這個路徑是可以行得通的。一方面電動汽車采用了全新的技術(shù)，中國和國外的差距并不是很大，最核心的三電（電池、電機(jī)、電控）技術(shù)正發(fā)展迅猛，其他如無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)新模式也正在形成。最核心的硬件部分在過去的三四年已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，像鋰電池，中國已經(jīng)成為全球最大的鋰電池的生產(chǎn)和消費大國，而且技術(shù)水平跟國外已經(jīng)逐步接近。鋰電池的安全性、電動汽車的安全性、續(xù)航里程和使用的便捷程度等方面中國也已經(jīng)都在快速解決。事實上，我國已是世界上新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速的國家之一，無論是產(chǎn)業(yè)鏈完整度，還是產(chǎn)業(yè)規(guī)模都處在全球領(lǐng)先地位。

當(dāng)然，新能源產(chǎn)業(yè)仍然存在諸多問題，比如棄風(fēng)、棄光?！耙恍┑胤綏夛L(fēng)棄光的比例已經(jīng)超過50%，一方面我們發(fā)了很多清潔能源的電，另外一方面這些電我們卻不能使用，因為消納能力不足、外送能力有限、時空分布不均?！钡龋虼宋囊徊ㄕ劦?，大力發(fā)展儲能和智慧能源，改善能源結(jié)構(gòu)的同時，可進(jìn)一步解決新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展痛點。而且電動汽車的發(fā)展將來會帶動分布式儲能發(fā)展，對于能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整會有良好推動。

文一波強(qiáng)調(diào)，盡管國家對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的政策支持力度明顯加大，新能源汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的發(fā)展趨勢日漸明朗，但其核心“三電”技術(shù)的突破才是重中之重?！爸信d事件”也再次為我們敲響了警鐘，唯有將核心技術(shù)掌握在自己手里，才是真正的成功。

桑德的新能源技術(shù)實踐與生態(tài)布局

文一波談到，中國制造2025規(guī)劃的核心思想是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，側(cè)重鼓勵高新技術(shù)發(fā)展，大家都面臨重大挑戰(zhàn)，尤其新能源汽車產(chǎn)業(yè)，更要求定制化、柔性化、物聯(lián)網(wǎng)。中國其實在制造業(yè)領(lǐng)域有足夠雄厚的基礎(chǔ)，2025無論是從智能制造、工業(yè)強(qiáng)基、綠色制造和高端制備方面都有機(jī)會做出突破，做出根本性的轉(zhuǎn)變。桑德也正在向質(zhì)量、創(chuàng)造和品牌方向努力。中國需要在技術(shù)、模式方面做出變革的實干企業(yè)來推動中國制造2025的發(fā)展。

得益于相關(guān)政策的利好，以及桑德技術(shù)研發(fā)與生態(tài)型全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略布局，桑德經(jīng)過幾年的探索與實踐，現(xiàn)已逐步成為助推中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。

文一波指出，依托強(qiáng)大的資金實力與先進(jìn)的研發(fā)能力，桑德以新能源汽車核心的“三電”為重點方向，不斷投入和積淀研發(fā)技術(shù)，不斷促進(jìn)產(chǎn)品迭代創(chuàng)新，在較短的時間內(nèi)取得了令人矚目的成就。前不久桑德攜手長安汽車協(xié)同開發(fā)汽車產(chǎn)品，并由桑德獨家提供大三電等關(guān)鍵零部件，以保障定制車關(guān)于續(xù)航里程等要求?！翱梢哉f，桑德是目前國內(nèi)為數(shù)不多的能夠同時提供大小三電的新能源汽車配件廠商之一?！?/p>

中國真正要實現(xiàn)新能源汽車的彎道超車或者變道超車，一定要改變像過去傳統(tǒng)汽車在發(fā)動機(jī)和變速箱落后的面貌，一定要在“三電”領(lǐng)域取得突破，因此桑德在核心三電方面做了廣深的布局?！拔覀冋趪@新能源汽車和新能源汽車的使用做一個生態(tài)鏈，包括鋰電池平臺、數(shù)據(jù)平臺、多能源系統(tǒng)等。電池生態(tài)鏈平臺包括前驅(qū)體、正極材料、電芯生產(chǎn)、電池封裝、電池管理（BMS）、電池回收、電池梯次利用、廢電池再生等。數(shù)據(jù)平臺包括電池云平臺、易泊充平臺、智慧能源平臺等。任何物理環(huán)節(jié)都能產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反過來又會對我們的產(chǎn)品提升帶來一定的支持?！蔽囊徊ㄕf。在這一趨勢下，桑德走向了全平臺的發(fā)展階段，打造了桑德新能源生態(tài)鏈體系。

他介紹，桑德新能源業(yè)務(wù)以電池（桑頓新能源）為核心，協(xié)同電池管理系統(tǒng)（優(yōu)旦科技）、電驅(qū)動系統(tǒng)（意譜電動）、車聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控平臺（智慧云行）、泊車充電（桑德無線）、儲能（桑德智慧能源）、電池回收及材料再生（鴻捷回收），并攜手桑德新環(huán)衛(wèi)、66微貨等，構(gòu)成一個開放融合的新能源全產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)圖。

與此同時，桑德積極創(chuàng)新能源產(chǎn)業(yè)上下游合作模式，讓運營成本更可控。文一波介紹，今年初桑德牽手長安汽車、六六順集團(tuán)，一改傳統(tǒng)汽車研發(fā)生產(chǎn)及銷售模式，由運營商結(jié)合市場需求向車企上下游發(fā)起定制新能源汽車。

文一波強(qiáng)調(diào)，盡管國家對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的政策支持力度明顯加大，新能源汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的發(fā)展趨勢日漸明朗，但其核心“三電”技術(shù)的突破才是重中之重?！爸信d事件”也再次為我們敲響了警鐘，唯有將核心技術(shù)掌握在自己手里，才是真正的成功。

桑德的新能源技術(shù)實踐與生態(tài)布局

文一波談到，中國制造2025規(guī)劃的核心思想是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，側(cè)重鼓勵高新技術(shù)發(fā)展，大家都面臨重大挑戰(zhàn)，尤其新能源汽車產(chǎn)業(yè)，更要求定制化、柔性化、物聯(lián)網(wǎng)。中國其實在制造業(yè)領(lǐng)域有足夠雄厚的基礎(chǔ)，2025無論是從智能制造、工業(yè)強(qiáng)基、綠色制造和高端制備方面都有機(jī)會做出突破，做出根本性的轉(zhuǎn)變。桑德也正在向質(zhì)量、創(chuàng)造和品牌方向努力。中國需要在技術(shù)、模式方面做出變革的實干企業(yè)來推動中國制造2025的發(fā)展。

得益于相關(guān)政策的利好，以及桑德技術(shù)研發(fā)與生態(tài)型全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略布局，桑德經(jīng)過幾年的探索與實踐，現(xiàn)已逐步成為助推中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。

文一波指出，依托強(qiáng)大的資金實力與先進(jìn)的研發(fā)能力，桑德以新能源汽車核心的“三電”為重點方向，不斷投入和積淀研發(fā)技術(shù)，不斷促進(jìn)產(chǎn)品迭代創(chuàng)新，在較短的時間內(nèi)取得了令人矚目的成就。前不久桑德攜手長安汽車協(xié)同開發(fā)汽車產(chǎn)品，并由桑德獨家提供大三電等關(guān)鍵零部件，以保障定制車關(guān)于續(xù)航里程等要求?！翱梢哉f，桑德是目前國內(nèi)為數(shù)不多的能夠同時提供大小三電的新能源汽車配件廠商之一?！?/p>

中國真正要實現(xiàn)新能源汽車的彎道超車或者變道超車，一定要改變像過去傳統(tǒng)汽車在發(fā)動機(jī)和變速箱落后的面貌，一定要在“三電”領(lǐng)域取得突破，因此桑德在核心三電方面做了廣深的布局?！拔覀冋趪@新能源汽車和新能源汽車的使用做一個生態(tài)鏈，包括鋰電池平臺、數(shù)據(jù)平臺、多能源系統(tǒng)等。電池生態(tài)鏈平臺包括前驅(qū)體、正極材料、電芯生產(chǎn)、電池封裝、電池管理（BMS）、電池回收、電池梯次利用、廢電池再生等。數(shù)據(jù)平臺包括電池云平臺、易泊充平臺、智慧能源平臺等。任何物理環(huán)節(jié)都能產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反過來又會對我們的產(chǎn)品提升帶來一定的支持?！蔽囊徊ㄕf。在這一趨勢下，桑德走向了全平臺的發(fā)展階段，打造了桑德新能源生態(tài)鏈體系。

他介紹，桑德新能源業(yè)務(wù)以電池（桑頓新能源）為核心，協(xié)同電池管理系統(tǒng)（優(yōu)旦科技）、電驅(qū)動系統(tǒng)（意譜電動）、車聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控平臺（智慧云行）、泊車充電（桑德無線）、儲能（桑德智慧能源）、電池回收及材料再生（鴻捷回收），并攜手桑德新環(huán)衛(wèi)、66微貨等，構(gòu)成一個開放融合的新能源全產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)圖。

與此同時，桑德積極創(chuàng)新能源產(chǎn)業(yè)上下游合作模式，讓運營成本更可控。文一波介紹，今年初桑德牽手長安汽車、六六順集團(tuán)，一改傳統(tǒng)汽車研發(fā)生產(chǎn)及銷售模式，由運營商結(jié)合市場需求向車企上下游發(fā)起定制新能源汽車。