電動汽車（EV）和油電混合動力汽車（HEV）依賴于強大的電動機驅(qū)動、大容量電池組、電源逆變器以及從充電源到電池和整個車輛的高效電力分配。鏈接包括一個用于收集和分配電流的電導(dǎo)體系統(tǒng)，它提供了一種有效地將電力分配給車輛各種子系統(tǒng)的方法。包括電線、電纜和母線在內(nèi)的許多不同類型的連接都可以在市場上買到，因此為 EV/HEV 應(yīng)用指定最佳匹配是了解各種要求以及不同類型的電源連接如何以最佳方式滿足這些要求的問題。

電池單元的連接以及完整的電池組是 EV/HEV 電池設(shè)計的重要組成部分，可提供熱穩(wěn)定性、電氣保護和性能。如今，現(xiàn)代汽車電池組通常由大量電池單元組成，有時甚至是數(shù)千個電池單元。這些電池必須通過堅固的機械和電氣連接組裝在一起。

傳統(tǒng)的電池連接（焊接線、條或接線片）在電池運行期間甚至輕微錯位時都容易發(fā)生故障，例如，由于移動車輛的振動。這就是為什么引入了使用不同母線解決方案的新互連技術(shù)來克服這些挑戰(zhàn)的原因，特別是對于圓柱形電池。

電氣方面

連接必須處理來自電池的高電流，但也增加電壓水平，因為未來的電池將高達每個電池 5.0V。因此，對電氣絕緣的電氣間隙和爬電距離的影響將很大。

機械方面

用于 EV/HEV 電池組的母線必須耐用，能夠承受高水平振動，同時提供剛性以保持電池模塊組件的完整性，同時還具有足夠的柔韌性以應(yīng)對彈性、熱性能和重力。

連接的性能還取決于用于構(gòu)造母線的復(fù)合材料。他們采用各種厚度的銅或鋁導(dǎo)體：銅的標(biāo)準(zhǔn)厚度為 0.5至2.5 毫米，電池的鋁的標(biāo)準(zhǔn)厚度為1.0至2.0毫米。由于其更高的載流要求，用于連接到電池模塊本身（意味著組裝的電池單元陣列）的母線需要更高的厚度。銅具有優(yōu)于鋁的熱特性，銅的熱導(dǎo)率為401W/mK，鋁為237W/mK，銅的熱膨脹率為16.5ppm/K，鋁為23.1ppm/K。鋁母線對電池單元連接很有吸引力，因為它們提供可靠的電氣性能，同時有助于減輕電池組的總重量，因為鋁母線通常比銅母線輕50%。

然而，對于等效的電氣/熱性能，鋁母線的橫截面將大于銅母線的橫截面，例如，用1毫米的銅導(dǎo)體代替 2 毫米的鋁導(dǎo)體。銅母線可在空間狹小的情況下提供出色的解決方案，而鋁母線可實現(xiàn)高效的能量分配，并且與銅相比重量更輕。鋁也比銅便宜。

下一個挑戰(zhàn)是熱管理，正確選擇的母線可以幫助熱管理，特別是對于圓柱形電池連接，母線可以連接數(shù)百個電池以構(gòu)成一個完整的模塊。對于圓柱形電池，可以從頂部和底部或僅從頂部連接正極和負(fù)極。頂部和底部設(shè)計的缺點是它可能會阻止基于空氣或基于液體冷卻劑的冷卻系統(tǒng)的有效運行，該系統(tǒng)用于去除電池在運行期間產(chǎn)生的熱量。這就是為什么一些汽車制造商只選擇電池單元的頂部連接，盡管匯流排更復(fù)雜。在這種情況下，母線由兩個導(dǎo)體（通常鍍錫或鍍鎳以防止氧化）組成，中間由絕緣膜隔開。該薄膜還用于在外部密封/層壓單個結(jié)構(gòu)中的母線結(jié)構(gòu)。

另一方面是電池和母線之間的連接。重要的是最小化接觸電阻以減少沿母線在連接點處產(chǎn)生熱量的電損耗。在某些情況下，用于提高連接完整性的焊點可能與電損耗和發(fā)熱有關(guān)。為最大限度地降低接觸電阻，建議將電池組激光焊接到匯流條上，以組裝用于 EV/HEV 的大型高功率電池組。激光焊接連接也可以作為自動化裝配過程的一部分，以最大限度地降低大批量生產(chǎn)中的制造成本。

總的來說，匯流排形式取決于電池組中使用的電池單元類型。圓柱形電池的母線通常由大的扁平獨立導(dǎo)體或?qū)訅撼梢粋€結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體組成，而沒有在其上安裝額外的組件。雖然一些用于方形電池的復(fù)雜母線可能具有混合格式，例如混合母線，它不僅可以提供電力，還可以將來自電流或溫度傳感器的控制信號傳輸?shù)?EV/HEV 電池組中的電池管理系統(tǒng) (BMS)。

棱柱形電池還可以使用非常簡單的母線設(shè)計，其中每個單獨電池的連接主要由機械接頭執(zhí)行，例如插入集成外殼解決方案的螺釘連接電接線片。匯流排連接串聯(lián)的單個電池，它包含許多用于 BMS 的小接線片和電線。

軟包電池的機械連接可以在有或沒有匯流條的情況下實現(xiàn)。一些電池制造商正在使用復(fù)雜的母線，這些母線結(jié)合了接線片/小型母線和用于 BMS 和外殼的布線。該解決方案需要對母線和電池進行非常準(zhǔn)確的定位，這有時很難實現(xiàn)。這就是為什么更常見的做法是取消匯流條并制作一個包含最多四個電池的小模塊，其中使用超聲波或激光焊接將極耳焊接在一起。焊接后，它們被放置在金屬外殼中以形成一個小模塊。一旦模塊形成，它們將組裝在模塊的堆疊中以制成更大的電池模塊。堆疊模塊的連接是使用類似的棱柱形電池集成外殼解決方案實現(xiàn)的。

總的來說，我們必須記住，電池連接是電池組設(shè)計的一個基本要素，電池母線的選擇并不總是像人們想象的那么簡單。

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