第十一章：模块设计

既然我们谈论的是电池系统的机械和结构部件，那么让我们花一点时间来讨论一下目前使用的不同类型的电池模块。电池模块这个术语一般用来指将锂离子电池组装成一个单一的机械和电气单元。该模块由锂离子电池、母线、电压/温度监测印刷电路板、热管理组件，最后是整体机械结构组成。

模块的设计将高度依赖于几件事。首先是使用的电池类型，因为这将需要最终的设计配置。例如，使用袋式电池将需要一套由塑料或金属制成的框架，电池安装在框架上，电池通常受到保护，并对电池施加适当的压力。对于大的棱柱形罐电池，每个电池可能不需要它唯一的框架/结构部件。在这种情况下，互连板（ICB）可能足以提供适当数量的机械结构。

在某些情况下，为了组装完整的模块设计，包括使用绑带。然而，在使用捆绑模块时，需要评估几个长期问题。如果您使用的是基于塑料的绑带，那么问题归结为材料在使用寿命期间的弹性水平是多少？如果封带材料随着时间的推移伸展得足够长，电池可能不再获得所需的堆叠压力。如果使用钢带，它可能会产生相反的效果，因为它不会随着时间的推移而拉伸，但电池在其使用寿命期间会在尺寸上增长。因此，金属封带提供的压力会随着时间的推移而增加。

在模块设计中应该考虑的另一个想法是对可服务性的需求。一些电池制造商以这样的方式设计了他们的模块，即电池互连是由机械部件、螺栓和螺母组成的。在这种情况下，电池可以更换，模块可以在模块的整个使用寿命期间进行维护。然而，随着时间的推移，机械连接总是有松动的风险，从而增加电阻，并在电池中产生故障模式的可能性。其他电池制造商更相信使用焊接来实现电池间的互连。这样做的好处是材料成本更低（紧固件没有成本），可靠性更高（不会随着时间的推移而松动）。然而，也有风险，如果你用多个电池构建一个模块，并且有一个电池出现故障，那么必须更换整个模块，而不是单个电池。

对于大多数电池制造商来说，模块是他们所有系统设计的基本构建块，因此拥有一个坚实可靠的模块化解决方案对于推动跨多个系统的通用性来说可能是一个非常大的好处。