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標(biao)準是十分有趣的(de)東西,里(li)面(mian)蘊含(han)了很多設計元素,可以給產(chan)品設計工程師提供很多設計思路。以電(dian)(dian)池包設計為例(li),電(dian)(dian)池包是機械結(jie)構和電(dian)(dian)氣結(jie)構的(de)集合體,這里(li)主要根據各(ge)種電(dian)(dian)池標(biao)準里(li)面(mian)的(de)要求(qiu),結(jie)合實際(ji)經驗,介(jie)紹一(yi)(yi)些電(dian)(dian)池包的(de)一(yi)(yi)般要求(qiu)。
1) 整車(che)安裝條(tiao)件(jian)
電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)外(wai)觀尺寸(cun)(cun)應(ying)該滿足整(zheng)車的(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)要(yao)(yao)求,并且在電(dian)池(chi)(chi)包和整(zheng)車之間(jian)需(xu)(xu)要(yao)(yao)提供(gong)必要(yao)(yao)的(de)(de)(de)機械連接(jie)界面和電(dian)氣連接(jie)界面。電(dian)池(chi)(chi)箱體的(de)(de)(de)安裝位(wei)置(zhi)應(ying)該避(bi)開車輛底盤上的(de)(de)(de)運動部(bu)件,且盡可能靠(kao)上,同時需(xu)(xu)要(yao)(yao)考(kao)慮到電(dian)池(chi)(chi)維修(xiu)時的(de)(de)(de)方便性(xing)。安裝位(wei)置(zhi)還(huan)需(xu)(xu)要(yao)(yao)考(kao)慮車輛的(de)(de)(de)重心(xin)分布和整(zheng)車載荷分布。例如將電(dian)池(chi)(chi)包布置(zhi)在車輛地板和后座位(wei)下(xia)部(bu),可以有效利用(yong)中間(jian)通道和座位(wei)底下(xia)的(de)(de)(de)空間(jian),例如,Volt的(de)(de)(de)T型電(dian)池(chi)(chi)(這(zhe)(zhe)段(duan)可能跟(gen)具體標準(zhun)關聯性(xing)不是特別明顯,但是是電(dian)池(chi)(chi)包設計中一個重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)步(bu)驟,所(suo)以加了這(zhe)(zhe)一段(duan))。
2) 密封性(xing)/IP等級要求
具備(bei)一(yi)定(ding)(ding)的(de)防(fang)水防(fang)塵能力,密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)性/IP等級(ji)要(yao)(yao)求(qiu)也(ye)隨著電(dian)(dian)池(chi)包(bao)(bao)在整車上(shang)安裝位(wei)置(zhi)的(de)不同而不同。密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)介質可以使電(dian)(dian)池(chi)包(bao)(bao)本身(shen)的(de)結構,也(ye)可以是(shi)借助整車的(de)結構。如(ru)果電(dian)(dian)池(chi)包(bao)(bao)安裝在車輛的(de)涉水區域(yu),則要(yao)(yao)求(qiu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)等級(ji)要(yao)(yao)求(qiu)較高(gao),比(bi)如(ru)IP67。電(dian)(dian)池(chi)上(shang)、下蓋之(zhi)間密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)考慮使用密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)膠或其他方式,接(jie)插件(jian)固定(ding)(ding)處也(ye)需要(yao)(yao)采取密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)。通常,上(shang)蓋主(zhu)要(yao)(yao)起密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)防(fang)護作用,不是(shi)主(zhu)要(yao)(yao)的(de)結構支承部件(jian),因此(ci)可以采用較薄的(de)設計(ji)(ji)(例(li)如(ru)沖(chong)壓(ya)成型(xing)的(de)鍍鋅薄鋼板),而在上(shang)蓋翻邊上(shang)沖(chong)壓(ya)斷續半圓筋可以更好的(de)提高(gao)與下蓋接(jie)觸面(mian)(mian)的(de)強度和密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)性。電(dian)(dian)池(chi)箱體的(de)材料選擇一(yi)般可以考慮:焊接(jie)性、加工型(xing)、噴涂性、輕(qing)量化(hua)。國(guo)內電(dian)(dian)池(chi)包(bao)(bao)印象比(bi)較深的(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)設計(ji)(ji)是(shi)榮(rong)威e550的(de)電(dian)(dian)池(chi)包(bao)(bao),的(de)金魚缸實驗(yan)驗(yan)證了(le)其*的(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)性設計(ji)(ji),特(te)別是(shi)電(dian)(dian)池(chi)箱里面(mian)(mian)的(de)白(bai)色小(xiao)棉襖,太(tai)有想法了(le)。
3) 熱管理(li)要求
電池工作過程中(zhong)會產生熱量,需要(yao)及時(shi)將這(zhe)些熱量釋放出(chu)來,防(fang)止電池溫(wen)度(du)(du)過高造成熱失控。同時(shi)需要(yao)保(bao)(bao)證(zheng)電池包(bao)內部的(de)溫(wen)度(du)(du)均勻性(xing)、以及溫(wen)度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)差(cha)異滿足(zu)一定的(de)范圍要(yao)求。在電池箱體內空(kong)間允許(xu)的(de)情況下,模塊之間保(bao)(bao)留(liu)(liu)適當的(de)間隙,提供散熱空(kong)間。冷卻系統的(de)散熱能力需要(yao)跟(gen)電池放熱特性(xing)相(xiang)互匹配(pei),并保(bao)(bao)留(liu)(liu)一定安全系數(shu)。采用(yong)風(feng)冷時(shi),進(jin)出(chu)風(feng)口(kou)要(yao)防(fang)止水、塵的(de)侵入,進(jin)風(feng)口(kou)一般(ban)設置到(dao)沒有其他熱源的(de)地方。
4) 防撞減震要求(qiu)
車(che)輛(liang)行駛過程中(zhong)會有顛簸,還可能有沖擊(ji)、碰撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)或撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)等情況發生(sheng),電(dian)池需(xu)要能夠對這(zhe)些情況具有防護能力。在車(che)輛(liang)發生(sheng)碰撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)時候,電(dian)池箱體需(xu)要滿(man)足以下要求:
a) 電池及(ji)其部件不(bu)得穿入車(che)輛乘客艙內,電池箱體不(bu)應該發生移動
b) 電(dian)池箱(xiang)內部(bu)電(dian)池模塊或單體電(dian)池、及(ji)其他部(bu)件不能從箱(xiang)體上脫落、甩(shuai)出
c) 碰(peng)撞時,電(dian)池系統能夠(gou)切斷高壓電(dian)路
d) 碰撞時,電(dian)池箱體需要提供足(zu)夠的強(qiang)度來保(bao)護電(dian)池箱內(nei)的電(dian)池、電(dian)子部(bu)件不受損。
有(you)一些學術(shu)研究的(de)顯示,電池(chi)的(de)不平行布置(zhi)(與水(shui)平面有(you)夾角)可以(yi)有(you)效緩解(jie)后側碰撞造成的(de)破壞(huai)(電池(chi)碰撞保(bao)護的(de)設(she)計(ji)設(she)計(ji)較多(duo)的(de)車輛結構(gou),以(yi)后可以(yi)單(dan)獨聊(liao)一下)
5) 電氣絕(jue)緣要求
電(dian)動汽(qi)車(che)一(yi)般都屬于高壓范疇,需要考(kao)慮電(dian)池組與(yu)電(dian)池箱(xiang)體、電(dian)池箱(xiang)體與(yu)車(che)身之(zhi)間的絕緣。例如,常見的一(yi)些設計(ji)考(kao)慮因素包括:
a) 電池的(de)(de)兩極、兩極與電池箱體(ti)的(de)(de)必須滿足一定的(de)(de)zui小(xiao)距離,例(li)如10mm以上,防止擊穿放電
b) 電(dian)池箱體(ti)整體(ti)采用(yong)整體(ti)電(dian)泳(yong),內部絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)涂層(ceng)或加裝(zhuang)(zhuang)其他絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)裝(zhuang)(zhuang)置
c) 絕(jue)緣等級一般(ban)至少滿足100或500V/Ω
d) 高(gao)壓系(xi)統要采用“浮地”
在具體實(shi)施設計(ji)時(shi),要需要對每一個元素進行更加(jia)深入的(de)(de)研究。在各(ge)(ge)(ge)種標準中,都散落著(zhu)對電池(chi)包(bao)的(de)(de)各(ge)(ge)(ge)方面的(de)(de)很多要求,譬如(ru),電池(chi)國標里面就包(bao)含著(zhu)對電池(chi)設計(ji)的(de)(de)直接的(de)(de)要求,例(li)如(ru)GB/T 18384.1/2/3-2015, GB/T31467.3-2015, GB/T31486-2015, GB/T31498-2015, GB20071-2006等等,這(zhe)里還不(bu)包(bao)括(kuo)國外(wai)、的(de)(de)各(ge)(ge)(ge)種標準。對于一個電池(chi)設計(ji)工程師而言,研究國內外(wai)各(ge)(ge)(ge)種標準是(shi)十分重(zhong)要的(de)(de)環節(jie)。
參考(kao)資(zi)料
GB20071-2006 汽車側面碰(peng)撞的成員保(bao)護
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