CATLeBUS动力电池系统_外发0814

预测结果检验----80Ah LFP 电芯
循环寿命预测
存储寿命预测
400次循环测试预测循环寿命
418天实际存储预测存储寿命
颜色点为预测所用点，虚线为预测线，黑色点为预测后实测点
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电池模组系列化
VDA PHEV1 size 740g
50.4/25.2 1.33 ~11.7
335.88*203*114.6
PHEV-Car/Bus
43.2/21.6 1.2/1.66
~11
28Ah*3.6V for PHEV 37 Ah*3.6V for EV
Al CAN VDA PHEV2 size 830g
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电池成组工艺成熟度
所有模组工艺成熟，已经量产（大部分工序实现自动化），且通过了第三方严 格的测试，模组UN38.3测试项目及通过时间如下表所示：
86Ah LFP电池6S模组重量：15.03Kg 重量比能量：109Wh / Kg
通过测试日期 2012/3/25 2012/3/28 2012/4/4 2012/4/9 2012/4/12 2012/4/19 2012/5/12
86Ah LFP电池9S模组重量：22.5Kg 重量比能量：110Wh / Kg 80Ah LFP电池9S模组重量比能量：102Wh/Kg
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eBUS电池管理系统 部件尺寸
BMU尺寸信息： 长*宽*高=162mm*130mm*30.7mm
CSC尺寸信息： 长*宽*高=156mm*102mm*26.2mm
CSCຫໍສະໝຸດ Baidu
BMU
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电池系统故障诊断及措施
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80 Ah*3.2V （功率型） 86 Ah*3.2V （能量型） 铝壳
120Ah*3.2V 铝壳
200Ah*3.2V 铝壳
28.8/14.4 2.47 ~21.5
114
461*177*176 插电式巴士 纯电动巴士 纯电动小车
19.2/9.6 1.65 ~14.5
113
316*177*176 插电式巴士 纯电动巴士 纯电动小车
磷酸铁锂电池模组系列
1P8S/2P4S
1P9S/3P3S
1P6S/2P3S
5P1S
1P8S
2P3S1P/3P2S
模组
电芯
电压(V)
能量(kWh)
重量(kg) 能量密度 （Wh/kg）
尺寸 (L*W*H)(mm)
25.6/12.8 2.2
~19.4 113
412*177*162
应用
插电式巴士 纯电动小车
3.2 1.376 ~12 113
269*177*180
25.6/12.8 3.072 ~26 118
412*177*200
57.6/38.4 3.84 ~31 123
315/268/275
纯电动巴士
纯电动巴士
纯电动巴士
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Contactors CSU/sensor
CSC#1
V/T
CSC#2
V/T
Battery Module
Battery Module
MSD (fuse)
CSC#n
V/T
Battery Module
BMU = Battery Management Unit CSC = Cell supervision circuit CSU = Current Sampling Unit S-BOX = Safety BOX or Switch BOX MSD = Manual Service Disconnect
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CATL eBUS BMS 系统架构及特点
2层BMS架构
充电低压接口
与整车低压接口 A-CAN
BMU
S-CAN /Signals
C-CAN
Wakeup
高压接口 到整车/充电机
S-BOX
UN38.3 Test/ UN38.3测试
Module测试项 Altitude simulation/海拔高度仿真 Thermal test/高低温测试 Vibration test/振动测试 Shock Test/冲击测试 External short circuit test/外部短路测试 Overcharge test/过充测试 Drop test/跌落测试
夹紧结构 提高电化学性能和机械性能
专门的线束集成板有效防护所有采样线束
铝质侧板
超声波焊接电压采样线和 温度传感器
铝质端板 激光焊接端板和侧板
安全考虑： 全覆盖工程塑料顶盖，防触摸、防短路； 专用线束集成板，防止线束损坏引起短路； 无螺钉设计，避免松动接触不良引起发热，也避免螺钉
脱落后移动引起短路； 电芯泄放阀上方预留空间，防止异常时压力过大爆炸； 电芯壳体绝缘膜，电极和Busbar的塑料卡槽，防止漏电； 电芯间高强度胶粘接并夹紧设计，抗振动、冲击； 所有材料阻燃；
电芯 模组 电箱
BMS
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1. 成熟LFP铝壳电芯平台（几款电芯满足多种应用） 插电式应用：80Ah功率型（LFP新增65Ah，50Ah， NCM系列）； 纯电动应用：86Ah、120Ah、200Ah能量型
2. 成熟模组工艺及模组系列化 高压连接采用激光焊接工艺，连接阻抗小，无螺栓松动之忧； 采样线采用超声波焊接工艺，牢固，无螺栓松动之忧； 机械组装采用铝板和激光焊接，质轻，紧凑，牢固，导热好；
车厂联合实现远程更新 基于物理位置的多电箱（CSC）自动编号功能 经过汽车电子专业测试
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eBus电池管理系统 平台
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电池成组工艺-模组间连接
电池模组间高压连接：快速、抗震，接触阻抗小于0.1mΩ
PACK输出高压连接器：防护等级IP67，屏蔽，防触摸，带HVIL
插头
HVIL线（箱体内部分）
高压防触摸
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BEV-BUS通用电池箱(低地板)
钣金结构（现有）
铝压铸结构（设计中）
电芯：86Ah LFP（铝壳）; 模组：3P3S ； 电池箱（钣金/铝压铸）：3P3S 模组9个； 电箱参数: 57.6V/14.86kWh 电箱尺寸：1050（L）*630（W）*205（H） 电池系统可以利用以上电箱串并联
电芯寿命满足应用要求（8年）
LFP 电芯循环寿命
80AhLFP 86AhLFP
80AhLFP 86AhLFP
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25℃ 0.5C循环，循环数>4000Cls； 45℃ 0.5C循环，循环数>2500Cls；
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BMS检测信号进行诊断，和阈值对比后输出相关的错误，并做相关 的信号或硬件处理：
A. 分三级故障告警，1、2、3级严重性顺次增加。各级别告警门限 需客户和CATL商量确定
电池模组工艺特点
激光焊接和超声波焊接的应用，无螺钉连接，避免松动导致接触不良或螺钉脱落导致短路风险。
特点：
激光焊机导电软巴(焊接阻抗 <10 μΩ ) 电极到电极的连接阻抗<40 μΩ
激光焊接Bus-bar 低阻抗，高强度 铝材质 重量轻，导热好
电压采样线用超声焊接牢固
温度传感器用超声焊接 牢固，导热好（温差小）
CATL eBUS动力电池系统
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内容提要
CATL公司概况 CATL电池系统平台化特点综述 CATL电池技术及LFP铝壳电芯简介 CATL电池模组工艺及特点 CATL电池模组系列化选型表 CATL电池箱系列简介 CATLBMS简介
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宁德时代新能源科技有限公司（CATL）概况
性质
规模
知识产权 主要产品
• 成立于2011 年的纯中资 企业
• 投资额2亿 人民币
• 占地500亩 • 研发人员约
200名 • 年产量
860MWH
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特点：
基于双向DC/DC的高效主动均衡 补电效率>85%，放电效率>70%
电源输入防反、过欠压保护及自诊断 系统内电源分区管理和自诊断 所有驱动输出带保护自诊断 所有输入线带保护自诊断 同时支持5路高边、2路低边驱动 电流接触器线圈、触点诊断功能 绝缘监测适应复杂环境 高压互锁监测具备自诊断 支持UDS协议和自定义bootloader下载程序，可以和
3. 高防护等级电箱模块系列化 全密封防水设计，量产应用全铝压铸设计；
4. 适应全气候条件 全系列标配高效加热功能，无惧寒带气候；
5. 电池技术、成组技术和BMS技术垂直整合能力
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CATL 采用成熟的磷酸鉄锂电池系列
箱体外
箱体内
HVIL口（箱体外部分）
屏蔽层接触点
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BEV-BUS通用电池箱
6个电芯
2P3S或3P2S
电芯：200Ah LFP（铝壳）; 模组：2P3S 或 3P2S（同尺寸和电量）； 电池箱（铝压铸）：2P18S 或 3P12S（6个模组）； 电箱参数: 57.6V/23kWh 或 38.4V/23kWh； 230kWh电池系统：10个2P18S电池箱串联； 320kWh电池系统：14个3P12S电池箱串联；
220(W)*250(H)*45(T) 4.95kg
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电芯寿命满足应用要求（8年）
LFP 电芯日历寿命
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25℃ 日历寿命评估结果为9.2~10.8年。
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插电式应用：75Ah/80Ah铝壳电芯（功率型） 纯电动应用：86Ah铝壳电芯（能量型） 纯电动应用： 120Ah铝壳电芯（能量型）
纯电动应用： 200Ah铝壳电芯（能量型）
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173.9(W)*132.5(H)*49.5(T 2.17kg
173.9(W)*170(H)*49.5(T) 3kg
电池模组系列化
NMC 电池模组系列
14S1P/7S2P
12S1P/6S2P
16S1P/8S2P
24S1P/12S2P
Modules
Cells
Voltage(V) Energy(kWh) Weight(kg) Dimension (L*W*H)(mm) Application
26.5 Ah*3.6V Al CAN
57.6/28.8
1.61/2.2
~12
355*152*115.8
475*152*116
PHEV-Car/Bus
PHEV Car/EVCar/Bus
6Ah*3.6V Al CAN
VDA_HEV size
86.4/43.2 0.52 ~8
330/125/110
HEV-Car
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• 已申请国家 专利24项 ,
已授权专利 16项;
• EV动力电池 系统
• ESS储能系 统
• 锂电池领域 运用的产品
CATL具备从电芯、模组、管理系统到PACK的全过程研发制造能力
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CATL电池系统平台化特点综述