標準是十分有趣的東西,里面包含了很多設(shè)計元素,可以給產(chǎn)品設(shè)計工程師供應(yīng)很多設(shè)計思路。以電池組設(shè)計為例,電池組是機械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)的集合體,這里緊要依據(jù)各種電池標準里面的要求,結(jié)合實際相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗,解析一些電池組的一般要求:

1)整車安裝條件

電池的外觀尺寸應(yīng)當滿足整車的尺寸要求,并且在電池組和整車之間要供應(yīng)必要的機械連接界面和電氣連接界面。電池箱體的安裝位置應(yīng)當避開車輛底盤上的運動部件,且盡可能靠上,同時要考慮到電池維修時的方便性。安裝位置還要考慮車輛的重心分布和整車載荷分布。例如將電池組布置在車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(這段可能跟詳盡標準關(guān)聯(lián)性不是特別分明,但是是電池組設(shè)計中一個緊要的步驟,所以加了這一段)。

2)密封性/IP等級要求

具備一定的防水防塵能力,密封性/IP等級要求也隨著電池組在整車上安裝位置的不同而不同。密封的介質(zhì)可以使電池組本身的結(jié)構(gòu),也可以是借助整車的結(jié)構(gòu)。倘若電池組安裝在車輛的涉水區(qū)域,則要求密封等級要求較高,比如IP67。電池上、下蓋之間密封考慮使用密封膠或其他方式,接插件固定處也要采取密封。通常,上蓋緊要起密封防護用途,不是緊要的結(jié)構(gòu)支承部件,因此可以采用較薄的設(shè)計(例如沖壓成型的鍍鋅薄鋼板),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度和密封性。電池箱體的材料選擇一般可以考慮:焊接性、出產(chǎn)型、噴涂性、輕量化。國內(nèi)電池組印象比較深的密封設(shè)計是榮威e550的電池組,著名的金魚缸試驗驗證了其極好的密封性設(shè)計,特別是電池箱里面的白色小棉襖,太有想法了。

3)熱管理要求

電池工作過程中會出現(xiàn)熱量,要及時將這些熱量釋放出來,戒備電池溫度過高造成熱失控。同時要保證電池組內(nèi)部的溫度平均性、以及溫度梯度差異滿足一定的范圍要求。在電池箱體內(nèi)空間準許的情況下,模塊之間保留適當?shù)拈g隙,供應(yīng)散熱空間。冷卻系統(tǒng)的散熱能力要跟電池放熱特性相互匹配,并保留一定安全系數(shù)。采用風冷時,進出風口要戒備水、塵的侵入,進風口一般設(shè)置到?jīng)]有其他熱源的地方。

4)防撞減震要求

車輛行駛過程中會有顛簸,還可能有沖擊、碰撞或撞擊等情況發(fā)生,電池要能夠?qū)@些情況具有防護能力。在車輛發(fā)生碰撞的時候,電池箱體要滿足以下要求:

a)電池及其部件不得穿入車輛乘客艙內(nèi),電池箱體不應(yīng)當發(fā)生移動

b)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,電池系統(tǒng)能夠切斷高壓電路

d)碰撞時,電池箱體要供應(yīng)足夠的強度來保護電池箱內(nèi)的電池、電子部件不受損。

有一些學術(shù)研究的顯示,電池的不平行布置(與水平面有夾角)可以有效緩解后側(cè)碰撞造成的破壞

5)電氣絕緣要求

電動汽車一般都屬于高壓領(lǐng)域,要考慮電池包與電池箱體、電池箱體與車身之間的絕緣。例如,常見的一些設(shè)計考慮因素包括:

a)電池的兩極、兩極與電池箱體的非得滿足一定的最小距離,例如10mm以上,戒備擊穿放電

b)電池箱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)絕緣等級一般至少滿足100或500V/Ω

d)高壓系統(tǒng)要采用“浮地”

這里簡單聊了一下電池組的設(shè)計元素,在詳盡執(zhí)行設(shè)計時,要要對每一個元素進行更加深入的研究。在各種標準中,都散落著對電池組的各方面的很多要求,譬如,電池國標里面就蘊含著對電池設(shè)計的筆直的要求,例如Gb/T18384.1/2/3-2015,Gb/T31467.3-2015,Gb/T31486-2015,Gb/T31498-2015,Gb20071-2006等等,這里還不包括國外、國際的各種標準。有關(guān)一個電池設(shè)計工程師而言,研究國內(nèi)外各種標準是十分緊要的環(huán)節(jié)。