随着竞争激烈的全球电动汽车（EV）行业不断走向成熟，电池技术的不断进步已然成为行业成功的一大关键。电池无疑是每辆电动汽车中最重要的组成部分，既占据了总成本和重量的绝大部分，又是提高续航里程的关键部件，而续航里程正是电动汽车在市场上的核心竞争因素。
近年来，Cell-to-Pack（CTP）和Cell-to-Chassis（CTC）两种技术逐渐兴起，旨在去除传统上用于组合成电池包的中间模块。较大尺寸的CTP和CTC配置可有效降低电池重量和成本，同时提高能量密度和效率。
然而，想要实现大尺寸电池阵列所需的高精度对准和稳健性能，就必须深入了解用于创建电池互连系统（CCS）组件的各种设计方案与层压替代方法。
本文概述了各种设计方案和层压方法，包括对新型无胶层压工艺的深入研究，以及不同方法之间的利弊分析。
电池互连系统为何如此重要
无论电池配置的类型或尺寸如何，电池互连系统（CCS）都是将电池连接至电池模块或电池包的关键元件。
电气连接：电池互连系统的主要功能是在电池包中的各个电池之间建立高效可靠的电气连接。这确保了电流在充电和放电过程中可在电池之间正常流动。电池互连系统通常包括金属巴片或导电带，用于连接各个电池的阳极和阴极端子与模块或电池包的外部接点。
电池平衡：电池互连系统有助于电池平衡，可确保电池包中的所有电池都能均匀地充电和放电。如果没有适当的平衡，一些电池可能会过度充电或放电，导致电池性能下降、寿命缩短或潜在的安全问题。目前可通过被动或主动平衡方法来实现电池平衡，这两种方法都可能需要电池互连系统来管理电池之间的电压水平和电流流动。
安全与监测：电池互连系统还可与电池管理系统（BMS）集成，主要通过电压和温度测量，监控各个电池的健康状况和状态。这有助于实现诸如检测短路、预防过充/过放，以及避免热失控等多项安全功能。
机械完整性：除了电气功能外，电池互连系统还能为电池提供机械支撑。特别是，圆柱形电芯模块可通过电池互连系统进一步从顶部固定电池，并确保其组装精度保持在公差范围内。
电池互连系统的类型、特点和利弊权衡概述
电池互连系统组件有两种基本制作方法：1）将塑料或热成型载体和托盘进行模压成型，或2）将多个电芯组件层压成单一组件。
虽然塑料托盘或载体长期以来是小型电池包的可行选择，但在构建CTP和CTC电池阵列所需的长条状、扁平化电池结构时，它们正逐渐显现出不适用性
塑料载体和热成型托盘所能支持的电池阵列长度十分有限，而层压组件则能为长达2000mm – 2500mm的电池包提供稳健的性能。预成型的载体和托盘也无法支持层压组件所能实现的扁平化电池互连系统组件的高度。在重量方面，层压组件具有优势。
在三种层压方法中，热层压的生产周期和能量消耗高于冷层压和无胶层压，而无胶层压的材料使用最为简单。
| 塑料托盘法 | 热层压法 | 冷层压法 | 无胶层压技术 | |
| CCS >1米 | 不支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
| 绝缘概念 | 间隔 | 层压 | 间隔 | 间隔 |
| 公差和扩容 | 允许电芯巴片公差 | 提供一定的韧性 | 延展胶粘剂和绝缘膜 | 允许电芯巴片公差 |
| 技术应用 | 定位电芯 | 小尺寸圆柱形电芯 | 大尺寸电芯 | 任何电池形状因子 |
当然，从利弊权衡结果可以看出，目前并不存在单一的最佳方法。因此，设计工程师需要根据具体的电池设计目标、产量预期和产品成本要求，综合考虑所有影响因素。
深入了解无胶层压
多年来，ENNOVI在与汽车制造商和一级供应商的密切合作中，始终站在电动汽车解决方案创新的前沿，其中包括电芯互连系统的设计与制造替代方案。我们已经开发并交付了一系列行之有效的解决方案，具体塑料托盘、吸塑托盘、以及热层压和冷层压技术。
无胶层压的创意最初旨在解决冷层压与热层压工艺之间的利弊权衡问题。冷层压的成本低、生产周期短，但热层压的坚固性和性能更胜一筹。
ENNOVI凭借60多年在激光焊接和精密冲压领域积累的专业知识，以及在层压工艺和电池互连系统系统设计方面的丰富经验，创新了无胶层压技术，从而在降低生产成本并提高产品坚固性的同时消除传统工艺的弊端。
ENNOVI 的无胶层压技术将电芯连接组件置于两片绝缘膜之间，并连接上层绝缘膜与下层绝缘膜。绝缘膜围绕电芯连接组件密封，形成一个紧密的口袋型结构，可固定电芯连接组件，并在各个电芯连接组件之间提供绝缘。这一专有创新技术非常适合多样化设计，也非常适合各种形态电池的大型组件。
如图3所示，ENNOVI无胶层压是一种完全可定制的工艺，能够适应任何尺寸的电池阵列（最大可达2500mm），并兼容各种形态的电芯（圆柱形电芯、方形电芯和软包电芯），同时通过消除粘合剂的使用，减轻重量并缩小厚度。这项工艺还融入了一些创新设计，例如，有一项正在申请专利的夹紧功能，可以增强电池互连系统最终组件的坚固性。
总结
ENNOVI电池互连系统的无胶层压工艺快速、高效，并秉承了可持续发展的设计理念。与传统的热层压工艺相比，无胶层压工艺的能耗不到其5%，并且无需使用任何粘合剂，从而消除了任何相关的环境污染。
经验证，相较于传统的热层压，无胶层压技术可提供同等的坚固耐用性，同时降低50%的成本，缩短80%的生产周期，并节省25%的空间。这项正在申请专利的技术避免了传统热层压可能导致的材料性能下降问题。
虽然无胶层压技术不一定是所有新型电动汽车电池项目的通用解决方案，但它为设计工程师提供了一个在权衡特定电池项目的利弊时可以考虑采用的重要替代方案。