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PACK关键技术分类

2019-10-17 09:30:56   0  举报

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AI智能生成

锂电池Pack设计及生产时所涉及到关键技术要点，可作为checklist帮助锂电池Pack相关学习，设计等工作。

锂电池Pack

Pack设计

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大纲/内容

结构设计技术

电池包结构

功能要求

包络尺寸要求

重量要求

挂点要求

接口要求

防护要求

电池模组

IP等级防护等级

符合绝缘耐压要求

电气接口的位置和方式及载流能力

有效的传热路径，散热/加热

机械接口的位置和方式设计

外轮廓尺寸

电芯尺寸

模组能量密度

电流密度

隔热/阻燃

振动、翻滚、跌落、滑车、挤压、绝缘、针刺、海水浸泡

箱体结构

考虑要素

外包络尺寸

电池模组尺寸

电池包结构强度

电池包能量密度

功率密度

加热/散热/隔热要求

IP防护要求

制造工艺

成本

设计要点

挂点设计：挂点计算、拓扑优化

等电位设计：连接可靠性、电偶腐蚀

纵横梁设计：分布合理、确保箱体强度和刚度

密封面：平整、过度圆滑

防撞设计：底部防撞、挤压球击

轻量化设计：材料选择、零件选择、壁厚设计、框架架构设计

防爆平衡阀：安装位置、爆破压力、透气量

电池包热设计

目标

控制电芯的工作温度

控制不同电芯的温度差

措施

加热

散热

自然冷却

风冷

液冷

冷媒直冷

热均衡

保温

设计要素

考虑因素

运行工况/环境温度：电池发热功率

长寿命要求：Tmax≤45℃

寿命一致性要求：△T≤5~8℃

环境温度派克热特性

结构、成本限制

换热系数

冷却方式选择

冷却通道设计

冷却介质选择

冷却介质流量

冷却介质温度

加热设计（低温环境）

电池包工艺设计

电池模组装配

分容

清洗

入框

焊接

涂胶

测试

电池包箱体装配

电池模组安装

水冷组件安装

线束连接

紧固件装配

壳体安装

连接器安装

下线测试（EOL: end of line）

功能测试（通信、上下电控制等）

气密性测试

容量测试

安全测试（耐压等级、绝缘阻抗、等电位、绝缘检测精度、高低压互锁）

系统集成

机械

机械可靠性：振动、冲击、碰撞、挤压、翻滚、跌落

电子电气

电气载荷要求高：连接器/连接件要求

BMS

热管理

外部：适应极端环境温度

内部：热均衡；散热

电化学

电池寿命及电池安全

电芯设计及选型

确定使用车型

乘用车：三元（方形、软包、18650）

商用车：磷酸铁锂/三元（方型、软包）

物流车：三元(软包、18650)

低速车：三元（18650）

设计需求

能量比

充放电倍率

总能量与总电压

一致性

寿命

产品成熟度

成本

技术成熟度

成组效率

供货周期

平台技术/产品：量产成熟度

电池包电子电气设计

电气设计

结构

高低压线束

连接器

铜巴、汇流排、端子

继电器

保险丝

考虑要素

载流能力

接触阻抗

耐压等级

机械特性

阻燃等级

老化特性

耐腐蚀

绝缘防护

接触防护

密封要求

连接工艺

制造和加工成本

电子设计

BMS

硬件：布局、走线等

软件：数据采集、计算、上下电控制、能量管理、通信、数据存储、故障诊断、告警、保护

电池包安全设计

化学安全

额定范围内的正常工况

长距离运输和长时间存储

极端情况：过充、过放、挤压、穿刺、火烧

电气安全

绝缘配合

等电位：接地

短路防护

绝缘状态监控

高压连接器互锁

高低压隔离

电磁兼容性

故障自诊断

机械安全

IP等级防护

振动、冲击、碰撞、跌落、碎石冲击、重物冲击、翻滚、穿刺、燃油火烧等

功能安全

BMS管理系统：随机故障/系统故障不导致安全系统故障

仿真分析技术

结构仿真

拓扑优化

形貌优化

形状优化

尺寸优化

静强度分析

密封界面分析

模态分析

随机振动

机械冲击分析

滑车分析

挤压分析

热仿真

电化学-热力学耦合仿真

热场分布

流程分布

热失控仿真

电化学仿真

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