隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的趨勢(shì)是朝著微小化集成化發(fā)展，在法蘭克福車展上，KIT通過一輛電動(dòng)公交車展示了新型模塊化電池概念，這項(xiàng)技術(shù)可提高電動(dòng)公交車上電池能量利用率。用于展示的電動(dòng)公交車的研究項(xiàng)目成果，由德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部出資提供。
展示中的核心裝置是一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由一臺(tái)大扭矩電動(dòng)機(jī)、高壓電路、電池管理系統(tǒng)和模塊化鋰電池系統(tǒng)組成。在展示過程中，這輛用于路試的電動(dòng)公交車提供了幾種不同的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。
模塊化電池系統(tǒng)
模塊化電池系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最為重要的組成部分，也是這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)。模塊化電池系統(tǒng)由電池單元構(gòu)成的平板電池組件組成，能根據(jù)人們的需求被組合成不同尺寸和性能。電池模塊化技術(shù)，或者更確切一點(diǎn)，平板電池組件可以根據(jù)需要而擁有不同的電池容量、電壓以及尺寸。每個(gè)平板電池組件的電池單元數(shù)量和長(zhǎng)度都可以不同。
這種靈活定制的優(yōu)勢(shì)在于只要最后的總輸出電壓不超過60伏(14個(gè)電池單元)就可以自行維護(hù)，而超過60伏特的組件就必須由經(jīng)過專門培訓(xùn)的人來維護(hù)了。另外，由于組件中的電池單元數(shù)量可控，在內(nèi)部空間不大的設(shè)備中，就可以使用小尺寸的平板電池組件。
只要平板電池組件的尺寸相同，就可以繼續(xù)集成為電池組。得益于適應(yīng)性連接技術(shù)，在一個(gè)電池組里，平板電池組件的連接方式可以是串聯(lián)、并聯(lián)，也可以串并聯(lián)混合。如果要建造大型的分散式電池系統(tǒng)，如固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以把多個(gè)這樣的電池組連接起來。
由于電池單元里導(dǎo)體的易接入性，自動(dòng)聯(lián)合處理技術(shù)得以應(yīng)用，也能采用插入式和線夾式兩種方式進(jìn)行充電，這兩種充電模式是目前的主流模式。冷卻液流過與導(dǎo)體相鄰的冷卻管道，為通電導(dǎo)體進(jìn)行降溫。通電導(dǎo)體和冷卻管道被安裝在電池組的內(nèi)部，與電池組外殼有一定距離，遠(yuǎn)離電池組可能受到撞擊的區(qū)域，以保證在遭受撞擊時(shí)，電池組內(nèi)的電池單元可以吸收大部分碰撞能量，從而最大限度降低對(duì)通電導(dǎo)體和冷卻管道的損害，避免發(fā)生安全事故。
電池組還能通過電池單元外表面覆蓋的一層加熱墊對(duì)電池單元進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度低于5℃時(shí)，電池單元將無法進(jìn)行充電，這時(shí)加熱墊就派上用場(chǎng)了。在電池的充放電過程中，電池單元的體積會(huì)發(fā)生變化，因此在電池組內(nèi)安裝有均質(zhì)的可壓縮泡沫層對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償性尺寸調(diào)節(jié)，從而保證電池組的安全。泡沫層填充在兩個(gè)組件相鄰的電池單元之間，能夠增加摩擦力，防止電池單元滑動(dòng)，減小導(dǎo)體上的機(jī)械應(yīng)力，平均分配平板電池組件間的應(yīng)力。
通過調(diào)整平板電池組件的大小和數(shù)量，模塊化電池組能適應(yīng)各種車型不同尺寸的安裝空間。用在展出電動(dòng)公交車上的電池管理系統(tǒng)和傳動(dòng)控制系統(tǒng)則能夠根據(jù)所裝電池組和其他配件的性能限制調(diào)整公交車的行駛狀態(tài)。
