鋰電池包設(shè)計(jì)需要遵循的一些要求

來(lái)源：存能電氣  日期：2018-12-19 09:11  瀏覽量：次

　　鋰電池包設(shè)計(jì)需要遵循的一些要求。鋰電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指將多個(gè)電芯，電池保護(hù)板，電池輔料，電池連接件，電池盒外殼通過(guò)3D軟件繪圖設(shè)計(jì)出來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)和想象中一樣的PACK電池包結(jié)構(gòu)。鋰電池包的材料主要構(gòu)成為正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜以及外殼。鋰電池內(nèi)部構(gòu)造和原理都是比較復(fù)雜的。今天，存能電氣小編就來(lái)闡述一下鋰電池包設(shè)計(jì)需要遵循的一些要求。

　　鋰電池包設(shè)計(jì)需要遵循的一些要求：

　　(1) 整車(chē)安裝條件

　　磷酸鐵鋰電池包的外觀尺寸應(yīng)該滿(mǎn)足整車(chē)的尺寸要求,并且在鋰電池包和整車(chē)之間需要提供必要的機(jī)械連接界面和電氣連接界面。電池箱體的安裝位置應(yīng)該避開(kāi)車(chē)輛底盤(pán)上的運(yùn)動(dòng)部件,且盡可能靠上,同時(shí)需要考慮到電池維修時(shí)的方便性。安裝位置還需要考慮車(chē)輛的重心分布和整車(chē)載荷分布。例如將鋰電池包布置在車(chē)輛地板和后座位下部,可以有效利用中間通道和座位底下的空間,例如,Volt的T型電池。

　　(2) 密封性/IP等級(jí)要求

　　磷酸鐵鋰電池包需具備一定的防水防塵能力,密封性/IP等級(jí)要求也隨著電池包在整車(chē)上安裝位置的不同而不同。密封的介質(zhì)可以使鋰電池包本身的結(jié)構(gòu),也可以是借助整車(chē)的結(jié)構(gòu)。如果電池包安裝在車(chē)輛的涉水區(qū)域,則要求密封等級(jí)要求較高,比如IP67。電池上、下蓋之間密封考慮使用密封膠或其他方式,接插件固定處也需要采取密封。通常,上蓋主要起密封防護(hù)作用,不是主要的結(jié)構(gòu)支承部件,因此可以采用較薄的設(shè)計(jì),而在上蓋翻邊上沖壓斷續(xù)半圓筋可以更好的提高與下蓋接觸面的強(qiáng)度和密封性。電池箱體的材料選擇一般可以考慮:焊接性、加工型、噴涂性、輕量化。國(guó)內(nèi)鋰電池包印象比較深的密封設(shè)計(jì)是存能電氣鋰電池包。

　　(3) 熱管理要求

　　電池工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量,需要及時(shí)將這些熱量釋放出來(lái),防止電池溫度過(guò)高造成熱失控。同時(shí)需要保證鋰電池包內(nèi)部的溫度均勻性、以及溫度梯度差異滿(mǎn)足一定的范圍要求。在電池箱體內(nèi)空間允許的情況下,模塊之間保留適當(dāng)?shù)拈g隙,提供散熱空間。冷卻系統(tǒng)的散熱能力需要跟電池放熱特性相互匹配,并保留一定安全系數(shù)。采用風(fēng)冷時(shí),進(jìn)出風(fēng)口要防止水、塵的侵入,進(jìn)風(fēng)口一般設(shè)置到?jīng)]有其他熱源的地方。

　　(4) 防撞減震要求

　　車(chē)輛行駛過(guò)程中會(huì)有顛簸,還可能有沖擊、碰撞或撞擊等情況發(fā)生,鋰電池需要能夠?qū)@些情況具有防護(hù)能力。在車(chē)輛發(fā)生碰撞的時(shí)候,電池箱體需要滿(mǎn)足以下要求:

　　a.鋰電池及其部件不得穿入車(chē)輛乘客艙內(nèi),電池箱體不應(yīng)該發(fā)生移動(dòng)；

　　b.鋰電池箱內(nèi)部電池模塊或單體電池、及其他部件不能從箱體上脫落、甩出；

　　c.碰撞時(shí),電池系統(tǒng)能夠切斷高壓電路；

　　d.碰撞時(shí),鋰電池箱體需要提供足夠的強(qiáng)度來(lái)保護(hù)電池箱內(nèi)的電池、電子部件不受損。

　　(5) 電氣絕緣要求

　　電動(dòng)汽車(chē)一般都屬于高壓范疇,需要考慮鋰電池組與電池箱體、電池箱體與車(chē)身之間的絕緣。例如,常見(jiàn)的一些設(shè)計(jì)考慮因素包括:

　　a.電池的兩極、兩極與電池箱體的必須滿(mǎn)足一定的最小距離,例如10mm以上,防止擊穿放電；

　　b.鋰電池組體整體采用整體電泳,內(nèi)部絕緣涂層或加裝其他絕緣裝置；

　　c.絕緣等級(jí)一般至少滿(mǎn)足100或500V/Ω；

　　d.高壓系統(tǒng)要采用“浮地”。

　　這里簡(jiǎn)單聊了一下鋰電池包的設(shè)計(jì)元素,在具體實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí),要需要對(duì)每一個(gè)元素進(jìn)行更加深入的研究。在各種標(biāo)準(zhǔn)中,都散落著對(duì)電池包的各方面的很多要求,譬如,電池國(guó)標(biāo)里面就包含著對(duì)電池設(shè)計(jì)的直接的要求,例如GB/T 18384.1/2/3-2015, GB/T31467.3-2015, GB/T31486-2015, GB/T31498-2015, GB20071-2006等等,這里還不包括國(guó)外、國(guó)際的各種標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一個(gè)電池設(shè)計(jì)工程師而言,研究國(guó)內(nèi)外各種標(biāo)準(zhǔn)是十分重要的環(huán)節(jié)。

　　鋰電池包PACK設(shè)計(jì)需要注意的4個(gè)注意事項(xiàng)：

　　a.鋰電池PACK防水,防水等級(jí)達(dá)到IP68；

　　b.維持鋰電池包內(nèi)外氣壓平衡，因?yàn)殡姵匕诔浞烹娺^(guò)程中溫度會(huì)有變化，所以導(dǎo)致電池包內(nèi)氣壓變化，而PUW防爆閥能夠透氣的同時(shí)又不漏水，所以能夠保持包內(nèi)氣壓一直和外界一樣；

　　c.防爆。鋰電池包一旦出現(xiàn)熱失控，電池包內(nèi)氣壓急劇升高，這時(shí)候電池包就有爆炸的危險(xiǎn)，所以PUW防爆閥就成了突破口，能夠及時(shí)快速泄壓。

　　d.在PACK鋰電池組的組合中，除了鋰電池組的安全性可靠性 防護(hù)等級(jí)的控制，制冷制熱方面，尤其是要注意電池連接的方法，要考慮BMS測(cè)量的精度問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題普遍存在，忽略了壓降對(duì)測(cè)試影響，從而造成電池組的均衡能力。

　　磷酸鐵鋰電池包的設(shè)計(jì)資料就是小編以上所講的這些了，算比較全面，鋰電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，需要考慮各個(gè)因素，所以設(shè)計(jì)電池包的時(shí)候一定要注意以上事項(xiàng)，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。