电动汽车的电池选择和母线连接
电动汽车锂电池选型及母线连接解决方案
在新能源汽车中，动力电池的作用相当于传统内燃机汽车中的油箱，是主要能源，也是整个动力总成的核心存储单元。完整的电池系统由多个子系统组成，包括电池、模块、电池管理系统 (BMS)、热管理、高低压接线、绝缘和结构组件以及防护外壳。它们共同实现能量存储、功率输出和系统级安全。
电池系统作为汽车的“能量库”，其技术路线直接塑造性能边界和汽车定位。如今，市场明显集中在两种主要化学物质上：NCM/NCA 和 LFP。
1.电池类型概述：按正极材料分类
当前的电动汽车电池技术通常按正极材料分类：
- NCM/NCA 锂离子电池
- LFP（磷酸铁锂）电池
- LMO（锰酸锂）
- LCO（钴酸锂）
- Ni-MH（镍氢）——主要用于混合动力汽车而不是纯电动汽车
其中，NCM/NCA和LFP已成为全球主流，服务于远程乘用车和成本优化或商用电动汽车平台等不同细分市场。
2. 为什么NCM和LFP成为两大领先技术
电动汽车电池的竞争最终源于阴极化学。
NCM/NCA 电池以其镍、钴和锰（或铝）基阴极命名，而 LFP 电池则使用磷酸铁锂。
它们已成为主导，因为每种化学物质都提供与特定应用需求非常契合的属性：
- NCM/NCA：高镍含量可实现非常高的能量密度，这直接转化为更长的行驶里程——这是消费类电动汽车采用的一个重要因素。
- LFP：其强大的 P-O 共价键提供出色的热稳定性、较长的循环寿命以及消除钴的优势，从而实现更安全、更具成本效益的解决方案。
3. 深入研究两种主流电池类型
1) NCM/NCA锂离子电池
优点
- 优异的低温性能
- 高能量密度可延长行驶里程
- 高充放电效率
局限性
- 高温稳定性较弱
- 材料成本较高
- 为了安全需要更严格的热管理
NCM/NCA 化学物质广泛应用于注重远程能力的中高端电动汽车中。
2) LFP（磷酸铁锂）电池
优点
- 出色的高温稳定性和低热失控风险
- 降低总体成本
- 循环寿命长，适合频繁充放电使用场合
局限性
- 更低的能量密度和更大的系统体积
- 低温性能适中，冬季续航里程明显减少
LFP具有更高的安全性和更好的成本效益，使其成为商用电动汽车和入门级乘用车的主流选择。
4. 电池选择背后的工程逻辑
电池化学成分的选择取决于预期的车辆细分市场、运行条件和性价比平衡：
- 远程乘用车 → NCM/NCA
- 商用车、出租车和实用新型 → LFP
- 寒冷气候地区 → NCM/NCA 或增强型热管理 LFP 解决方案
关键决策因素包括能量密度、安全性、成本、循环寿命、热行为和环境适应性。
LCO 和 LMO 等技术由于其固有的性能限制，目前在电动汽车电源应用中处于边缘地位。镍氢电池仍然主要与混合动力车相关。
5. 电池架构和母线：关键连接组件的作用
在电池组内部，电气和信号互连存在于三个功能级别：
信号级连接（BMS 传感）
用于采集每个电池的电压和温度——本质上是电池的“神经系统”。
能级连接（模块内）
电池之间的灵活连接旨在适应充电/放电过程中的机械膨胀和收缩。
功率级连接（电池组内的高压）
负责模块和主要正/负端子之间的大电流传输。这些需要非常高的绝缘完整性和机械坚固性。
每个模块和每个高压节点都依赖于安全、稳定、低电阻的电流路径——这就是母线发挥决定性作用的地方。
RHI 提供针对不同电池化学成分和系统架构量身定制的工程母线解决方案：
1）铝母线— 用于 BMS 和低电流采样
- 重量轻，具有适合信号电路的导电性
- 集成结构布局具有出色的成型性
- 高性价比，有助于整体系统优化
2）柔性铜/铝连接器— 用于模块到模块的连接
- 吸收振动和热膨胀
- 低电阻，高载流能力
- 非常适合高频、高 C 速率工作条件
3）刚性母线— 用于高压电源电路（100–800 V 平台）
可采用绝缘技术，例如浸涂、挤压、注塑包覆成型或热收缩绝缘：
- 高电流能力
- 集成绝缘提高安全性和耐用性
- 3D 成型选项支持紧凑的包装空间
- 外绝缘可针对高温、介电强度和机械可靠性进行设计
这些电池母线构成高压系统的主要电气骨干，确保在苛刻条件下稳定、安全运行。
6. RHI：电动汽车电池连接系统专业供应商
凭借在铜和铝母线制造和高压互连设计方面的丰富经验，RHI 提供：
- 定制母线设计
- 材料选择支持（铜与铝）
- 电气和热安全优化
- 高可靠性绝缘工艺
- 结构一体化与轻量化工程
RHI 跨 NCM、NCA 和 LFP 平台提供优化的母线解决方案，提高全球电动汽车制造商的安全性、性能和成本竞争力。
