電池箱的案例
電池箱模態(tài)分析仿真APP
電池箱對電池起到支撐和保護(hù)的作用，因此電池箱要有足夠的強度和剛度，來保證電池在行車過程的安全可靠性，為結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。
電動汽車在現(xiàn)代社會中已經(jīng)成為了一種越來越受歡迎的交通工具，其節(jié)能環(huán)保的特點備受人們青睞。然而，隨著電動汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，電池箱的重要性也越來越被人們所關(guān)注。
電池箱是電動汽車中最為重要的部件之一，它起到了支撐和保護(hù)電池的作用。因此，為了保證電池在行車過程中的安全可靠性，電池箱需要具備足夠的強度和剛度。這不僅可以保證電池的正常工作，還可以為結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。
在電池箱設(shè)計中，強度和剛度是兩個不可忽視的因素。強度是指電池箱承受外部力量時的抗力能力，而剛度則是指電池箱在受到扭曲或彎曲時的抗力能力。如果電池箱的強度和剛度不足，就會導(dǎo)致電池在行車過程中的不穩(wěn)定，甚至可能引發(fā)安全事故。
因此，在電池箱的設(shè)計過程中，需要對材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和優(yōu)化。與傳統(tǒng)的汽車設(shè)計相比，電動汽車的電池箱需要考慮到更多的因素，比如電池重量、電池排列方式等。同時，電池箱需要滿足一系列的標(biāo)準(zhǔn)和要求，比如防火性能、耐腐蝕性能等。
另外，電池箱的制造也需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。制造過程中需要注意每一個細(xì)節(jié)，以保證電池箱的質(zhì)量和性能。特別是在焊接和連接等環(huán)節(jié)，需要采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，以確保電池箱的結(jié)構(gòu)和連接牢固可靠。
電池箱對于電動汽車的安全性和可靠性至關(guān)重要。只有通過嚴(yán)格的設(shè)計、制造和測試，才能保證電池箱的強度和剛度達(dá)到要求。隨著電動汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，電池箱的設(shè)計和制造技術(shù)也將不斷向前發(fā)展，為電動汽車的未來發(fā)展提供更加堅實的支撐。
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展開 基于nCodeDesignlife的電池箱疲勞壽命研究
摘要：針對電池箱對振動疲勞耐久性能的要求，結(jié)合國標(biāo)中隨機振動的加速度功率譜密度函數(shù)和材料的S-N曲線，采用Miner線性累積損傷理論和Dirlik疲勞壽命計算方法，對電池箱進(jìn)行隨機振動條件下的疲勞壽命分析。
關(guān)鍵詞：電池箱；疲勞壽命;隨機振動；nCodeDesignlife
路面不平度產(chǎn)生的隨機振動是造成電動汽車零部件發(fā)生疲勞破壞的主要因素[1]。電池箱對電池組起防護(hù)和保障安全的作用，其疲勞耐久性能對于保障車輛及乘員安全至關(guān)重要。
電池箱的疲勞壽命分析主要有時域和頻域方法。時域法采用經(jīng)典的雨流循環(huán)計數(shù)統(tǒng)計載荷信息，容易丟失載荷數(shù)據(jù)，計算量大，工程應(yīng)用不是很廣泛;頻域法從概率統(tǒng)計的角度統(tǒng)計載荷信息，采用功率譜密度（PSD）描述隨機振動載荷在各個頻率成分上的統(tǒng)計特性[2]，廣泛應(yīng)用于航天、海工、汽車等領(lǐng)域。目前電池箱的疲勞壽命研究[3-5]大多致力于時域振動和定頻振動，隨機振動的疲勞壽命研究較少。本文基于頻率響應(yīng)分析研究電池箱隨機振動的疲勞壽命，為電池箱的疲勞壽命分析提供一種高效的方法。
1 隨機振動疲勞壽命分析方法
本文參照電池箱振動測試的國標(biāo)選取加速度功率譜密度，避免建立整車模型和提取加速度載荷譜的復(fù)雜過程。
1.1 加速度功率譜密度
隨機振動無法用確定的函數(shù)關(guān)系式表示，只能通過概率統(tǒng)計的方法表示。在頻域內(nèi)，采用功率譜密度函數(shù)表示隨機振動在各個頻率的統(tǒng)計特性[6]。功率譜密度函數(shù)Sx(ω)為自相關(guān)函數(shù)R(τ)的傅里葉變換公式為：
GB/T 31467.3-2015[7]中規(guī)定電池箱隨機振動的加速度功率譜密度如圖1所示。
圖1 加速度功率譜密度
1.2 疲勞壽命計算方法
Dirlik計算方法是疲勞仿真軟件nCodeDesignlife所采用的方法。
展開 電池箱模塊固定梁拓?fù)鋬?yōu)化
詳細(xì)請下載附件查看：電池箱模塊固定梁拓?fù)鋬?yōu)化分析方法
模塊固定梁優(yōu)化設(shè)計.docx
WorkBench LS-DYNA電池箱撞擊仿真過程指導(dǎo)文檔，附講解視頻及模型文件 ￥86
附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型
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為了讓新手能夠更好地理解和掌握這一復(fù)雜的分析過程，本教程以電池箱的撞擊作為實際案例進(jìn)行講解。通過學(xué)習(xí)本教程，您將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)到如何定義材料屬性，這是準(zhǔn)確模擬撞擊過程的基礎(chǔ)；如何進(jìn)行合理的網(wǎng)格劃分，以保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；如何施加載荷和邊界條件，使模擬更加符合實際情況；以及最終如何求解和分析結(jié)果，從模擬數(shù)據(jù)中獲取有價值的信息。
啟動Ansys Workbench，選擇LS-DYNA模塊,鼠標(biāo)左鍵按住將此模塊拖拽到右邊空白操作區(qū)。如下圖所示。
上圖中項目A為我們已計算完成的案例，B為我們新建的項目，因本文檔主要演示電池包撞擊緩沖仿真操作，且在實際應(yīng)用中，模型各不相同，所以本文應(yīng)用已有模型和材料設(shè)置進(jìn)行演示，因此將項目A的材料左鍵按住拖至項目B的材料欄，將項目A的模型左鍵按住拖至項目B的模型欄，共享材料和模型設(shè)置。
雙擊項目B的model欄，打開軟件界面進(jìn)行仿真參數(shù)設(shè)置
打開模型后會自動導(dǎo)入已關(guān)聯(lián)的模型和材料設(shè)置，界面如下，
選中幾何模塊中有問號的殼體，有問號說明模型定義不完全，本項目中，為合理利用計算資源，設(shè)置模型為殼體，并取電池包的一半做仿真，我們需為他賦予厚度和材料定義。電池包厚度設(shè)置為2mm,撞擊體厚度設(shè)置為20mm，并為其賦予2000kg點質(zhì)量，材料定義為鋁合金NL。添加點質(zhì)量操作如下，首先選中要添加點質(zhì)量的幾何體，然后鼠標(biāo)右鍵Insert，選擇Point Mass，然后選中該幾何體所有外邊緣，并添加2000kg質(zhì)量。
展開 
電動汽車動力電池系統(tǒng)加熱方法研究進(jìn)展
但在電動汽車應(yīng)用中，由于為數(shù)百上千只電池串并聯(lián)，電池包內(nèi)部各電池溫度存在差異，由于加熱為電池內(nèi)部自行控制，會造成有些電池加熱時間長，有些電池加熱時間短，從而加大單體電池之間荷電量的不一致性，所以對電池組內(nèi)部的溫度一致性、電池系統(tǒng)的均衡等方面提出了更高的要求。在電池組低溫貯存和車輛駐停期間，還有可能造成電池組電量完全放空甚至過放電，影響電池組性能和壽命。
1.3 其他
某些情況下，有利用低溫下電芯內(nèi)阻較高的特點，通過負(fù)載以小電流對電池組進(jìn)行放電的形式產(chǎn)生熱量加熱，但通常加熱效率較低，加熱時間長，實際應(yīng)用較少。
2 外部加熱系統(tǒng)
外部加熱方式相對比較多，結(jié)構(gòu)設(shè)計也有比較大的差別，但總體上應(yīng)當(dāng)滿足：
(1)成本低；(2)能效高；(3)安全可靠；(4)壽命長；(5)溫度一致性好，小于5℃，最佳小于3℃；(6)與車輛設(shè)計匹配，包括與電芯結(jié)構(gòu)、電池箱結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)及車載充電機等參數(shù)的匹配性等。
外部加熱相對安全，容易實現(xiàn)，但能效低，加熱時間長。部分外部加熱還需與電池組在高溫下的散熱、低溫下的保溫等結(jié)合起來設(shè)計。外部加熱按熱量傳導(dǎo)介質(zhì)分，主要有以下幾種方法：熱風(fēng)加熱、液體加熱、加熱板或加熱膜加熱等。
2.1 熱風(fēng)加熱
熱風(fēng)加熱有兩種方式：一是引入外部熱風(fēng)，這種方式對電池箱及管道等的密封性要求比較高，而且熱量散失比較大，能量效率直接與氣體流速、進(jìn)出風(fēng)口溫度等有關(guān)，但這種方式電池箱內(nèi)若產(chǎn)生有害氣體可以直接排出，并且可以同時作為散熱系統(tǒng)；二是在電池箱內(nèi)部熱風(fēng)循環(huán)，配合其他加熱裝置(如PTC加熱器)，加熱器通電產(chǎn)生熱量，風(fēng)扇將吹向散熱器形成熱氣流，在電池箱內(nèi)部形成熱空氣內(nèi)循環(huán)。王發(fā)成等試驗了用空氣進(jìn)行電加熱電池組的試驗，證明是一種有效方法，從－15℃加熱到電池表面0℃，僅用了21min。
展開 德國儲能項目鋰電池儲能集裝箱突發(fā)火災(zāi)：安全挑戰(zhàn)再引關(guān)注
2024年4月27日，德國尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的一起鋰電池儲能集裝箱火災(zāi)事件引起了全球關(guān)注。這起事故不僅導(dǎo)致兩名消防員在救援過程中受傷，更暴露了儲能系統(tǒng)在安全領(lǐng)域亟待解決的重要問題。
根據(jù)德國消防隊的出警記錄，火災(zāi)發(fā)生在晚上9點前不久。消防人員抵達(dá)現(xiàn)場時，雖然只觀察到輕微的煙霧，但打開儲能集裝箱的瞬間卻發(fā)生了帶有火焰閃光的爆炸。這一突發(fā)狀況不僅給現(xiàn)場消防員帶來了嚴(yán)重的威脅，也使得火災(zāi)控制變得更加復(fù)雜和困難。為防止火勢進(jìn)一步蔓延到其他集裝箱，消防隊員緊急使用起重機將起火的集裝箱移至空地進(jìn)行滅火。
此次火災(zāi)事件迅速得到了周邊多個城市消防隊及警察的支援，經(jīng)過大約10小時的緊張撲救，火勢最終得到了控制。然而，火災(zāi)造成的濃煙使得附近的31號高速公路在夜間至凌晨時段被迫關(guān)閉，周邊居民也被要求關(guān)閉門窗以確保安全。德國警方估計，此次火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失約為50萬歐元，但更為嚴(yán)重的是，起火原因至今尚未明確，這無疑給儲能系統(tǒng)的安全性再次敲響了警鐘。
據(jù)悉，涉事儲能集裝箱來自德國電池儲能系統(tǒng)制造商INTILION公司，其產(chǎn)品以高品質(zhì)鋰離子電池為基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外特殊應(yīng)用。然而，即便采用了磷酸鐵鋰電池等被認(rèn)為相對安全的電池技術(shù)，此次火災(zāi)事件仍然暴露出儲能系統(tǒng)在安全管理和風(fēng)險控制方面存在的巨大挑戰(zhàn)。
鋰離子電池以其高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)壽命在儲能領(lǐng)域占據(jù)重要地位，但與此同時，其安全風(fēng)險也不容忽視。電池內(nèi)部的物理和化學(xué)反應(yīng)可能導(dǎo)致熱量和氣體的過度產(chǎn)生，一旦超出穩(wěn)定溫度區(qū)域，就可能引發(fā)熱失控現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。
在儲能系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的背景下，如何有效預(yù)防和控制鋰離子電池的熱失控和火災(zāi)風(fēng)險成為了一個亟待解決的問題。
展開 基于optistruct模態(tài)頻率響應(yīng)的電池包隨機振動分析 ￥15
基于隨機振動仿真手段評估車用電池箱結(jié)構(gòu)的振動特性。依據(jù)GB/T 31467.3-2015法規(guī)要求,采用OptiStruct軟件以電池箱模型模態(tài)頻率為依據(jù)對電池箱進(jìn)行PSD隨機振動分析。為避免與汽車振動源共振,重點研究電池箱與激勵源頻率接近的頻率下的PSD隨機振動的響應(yīng)結(jié)果。利用CAE仿真手段能夠大幅度縮短電池箱的設(shè)計周期,優(yōu)化了設(shè)計流程。
隨機振動是一種無法用確定的函數(shù)關(guān)系式表述的振動形式，處于隨機振動環(huán)境下的零部件的振動加速度幅值、位移幅值、應(yīng)力幅值等無法預(yù)知。汽車受路面激勵而產(chǎn)生的振動、船舶受海浪作用產(chǎn)生的晃動、飛機受氣流的影響產(chǎn)生的擺動都是隨機振動現(xiàn)象。對隨機振動的載荷描述，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方式，把各個頻段的載荷大小分類，用功率譜密度來統(tǒng)計載荷的信息。
隨機振動分析結(jié)果
本案例以Z向隨機振動為例，其它方向結(jié)合功率譜要求（X/Y）依次類推。 下圖為電池包振動測試國標(biāo)中Z向的加速度功率譜密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
功率譜以Z向加載為例：
Z向功率譜/GB/T 31467.3-2015
Steinberg根據(jù)應(yīng)力的高斯分布將結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應(yīng)力。三個應(yīng)力水平對應(yīng)發(fā)生的頻率如下表所示。
展開 某型電動汽車電池包結(jié)構(gòu)安全性研究
來源：上海理工大學(xué)
0.引言
目前，針對電池箱體結(jié)構(gòu)性能方面的研究主要是集中在靜態(tài)分析、動態(tài)分析等方面。電池箱的靜態(tài)分析的目的在于分析電池箱的承載能力、抗變形能力，找到設(shè)計不足之處，從而優(yōu)化電池箱的薄弱位置，保障動力電池安全。動態(tài)分析主要是指模態(tài)分析、定頻振動分析、隨機振動分析等，用來分析電池箱在路面不平度激勵下，電池箱容易振動的薄弱位置，對電池箱進(jìn)行抗振優(yōu)化設(shè)計，提高其抗振性能。本文基于某汽車主機廠的純電動汽車電池結(jié)構(gòu)項目，首先通過HyperMesh建立了電池包的有限元模型，進(jìn)行了靜力學(xué)分析，結(jié)果表明在3種典型工況下，最大應(yīng)力均小于屈服強度，滿足安全系數(shù)，結(jié)構(gòu)未發(fā)生失效；然后，基于OptiStruct進(jìn)行了電池包模態(tài)分析和隨機振動分析，確認(rèn)了結(jié)構(gòu)失效的最危險位置；最后進(jìn)行了掃頻試驗、隨機振動試驗。試驗結(jié)果表明，該動力電池包滿足在通過不平路面引起的隨機振動下的安全性能要求。對比了掃頻試驗得到的實際模態(tài)與仿真計算得到的模態(tài)，驗證了仿真結(jié)果的可靠性。
1.電池包有限元分析模型的建立
電池包由上蓋、下箱體、模組、銅排、BDU、BMU、接插件、防爆閥、冷卻系統(tǒng)等部分構(gòu)成。某汽車主機廠的純電動汽車電池結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其長×寬×高分別為1473.6mm×1190mm×146mm。電池包具體參數(shù)如表1所示。上箱體材料為SMC復(fù)合材料，密度為1.7e-9kg/m3，楊氏模量為1.0e+4MPa，泊松比為0.3。下箱體材料為Al6061-T6,密度為2.7e-9kg/m3，楊氏模量為7.0e+4MPa，泊松比為0.33。 在保證計算精度前提下，對電池包進(jìn)行簡化，以HyperMesh軟件建立電池包有限元模型，以質(zhì)量點的形式模擬電池、模型質(zhì)量的檢查，為動力電池包的箱體和電池模組單元賦予材料屬性、約束及載荷施加以及工況的定義等。
展開 新能源汽車電池包箱體的輕量化發(fā)展
電池包箱體作為動力電池的承載和防護(hù)機構(gòu)，在電池包系統(tǒng)中占據(jù)重要位置，而且其整備質(zhì)量目前偏大，具有較大的輕量化空間，同時政策對于電池包能量密度的要求逐步提高，使得電池包箱體輕量化發(fā)展具有很強的緊迫性。
針對輕量化過程中引入的新材料和新結(jié)構(gòu)連接需求，本文對電池包箱體輕量化的發(fā)展及新型連接技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行綜述，旨在對輕量化設(shè)計和制造提供有益借鑒。
電池包箱體的輕量化發(fā)展
傳統(tǒng)電池包箱體一般采用低碳鋼鈑金和焊接工藝加工而成，成本較低但箱體質(zhì)量較大，嚴(yán)重影響電池包系統(tǒng)能量密度的提高和新能源汽車的輕量化，不符合發(fā)展趨勢，需要進(jìn)行輕量化改進(jìn)。目前針對電池包箱體輕量化的主要手段為輕量化材料應(yīng)用和輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計。
輕量化材料的應(yīng)用
電池箱輕量化材料應(yīng)用主要包括鋁合金材料、高強鋼材料和復(fù)合材料的應(yīng)用等，目前鋁合金替代傳統(tǒng)低碳鋼在電池箱上得到了大范圍的應(yīng)用，鋁合金箱體成為電池箱體發(fā)展的一個重要方向。
鋁是最常用的金屬材料之一，同時也是地殼中分布最廣、儲存量最多的元素之一，占地殼質(zhì)量的8.13%。鋁合金密度小，約為鋼密度的1/3，用鋁合金代替鋼鐵可顯著降低箱體質(zhì)量，且鋁合金表面形成的一層致密而穩(wěn)定的氧化膜，使得其具有良好的耐腐蝕性，故鋁合金材料是一種優(yōu)異的電池箱輕量化材料。目前鋁合金電池包箱體主要有鋁型材箱體和鑄鋁箱體兩種形式，其中鋁型材箱體由于尺寸設(shè)計范圍大、模具開發(fā)成本低、材料性能優(yōu)越等優(yōu)點獲得了大量的關(guān)注。
高強鋼強度大幅提高，可實現(xiàn)箱體的薄壁化設(shè)計，實現(xiàn)輕量化，且高強鋼相對于其他材料具有成本優(yōu)勢，通過高強鋼替代傳統(tǒng)低碳鋼用于箱體制造是電池包箱體輕量化發(fā)展的一個重要方向；復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強等優(yōu)良性能，在動力電池包輕量化方面發(fā)揮著越來越重要的作用。熱塑性復(fù)合材料具有可重復(fù)使用、成本低、成型快等特點，是電池包箱體制造的理想材料。
展開 輕型純電動商用車動力電池冷卻性能分析
由圖4可知，自然冷卻電池整體溫升緩慢，因放電倍率小，放熱量相對較小，且只有自然對流，電池最高溫度45℃，電池單體間溫差很小，只有4℃。從圖5可以看出，強制冷卻受場內(nèi)冷空氣影響，后箱開始也是溫度下降到36℃;因受電池鼓風(fēng)機溫度策略影響，鼓風(fēng)機沒有開啟，電池箱內(nèi)靠前后箱空氣溫差的緩慢對流，受熱空氣影響，進(jìn)口處電池溫度又緩慢回升到39℃，電池間溫度也沒有明顯變化，溫差只有5℃，前箱溫度也只比后箱高1～2℃.兩種冷卻方式在高速工況下都能滿足性能設(shè)計要求。
3.3.3城市城郊工況下冷卻方式對比
城市城郊工況時電池等效放電倍率約0.8C.圖6、圖7分別為自然冷卻及強制風(fēng)冷的電池極柱溫度曲線。
車輛先以一般工況行駛到指定地點，再以城市城郊工況行駛，測試時SOC從88%到41%，城市工況行駛55min，城郊工況行駛33min;由圖6可知，自然冷卻方式下電池溫升緩慢，電池溫度由起初37℃上升到最后的43℃，溫度最高點出現(xiàn)在后箱、前箱總正、總負(fù)極柱處，電池單體間溫差6℃，滿足性能要求。
由圖7可知，車輛開始運行時鼓風(fēng)機就開啟，電池箱內(nèi)空氣強制對流，前箱的電池溫度比后箱高5～6℃。電池最高溫度45℃，出現(xiàn)在前箱總負(fù)極柱點，電池單體間溫差14℃，電池均勻性差，不能滿足性能要求。
3.3.4充電狀態(tài)下冷卻方式對比
車輛以兩種冷卻方式進(jìn)行快速充電考察電池箱內(nèi)電池溫度變化。通過測試數(shù)據(jù)，兩種冷卻方式下電池的最高溫度和溫度對比如圖8。自然冷卻方式電池最高溫度比強制冷卻高2℃，溫差比強制冷卻低1℃。
3.3.5順序工況下冷卻方式對比
圖9為兩種冷卻方式下的最高溫度、溫差。
展開 純電動汽車電池包密封結(jié)構(gòu)研究
引言
電池包是電動汽車的唯一動力能量來源，作為電動汽車的三大核心件之一，其電氣安全性能至關(guān)重要；因此電池包的設(shè)計要求具有電氣設(shè)備外殼的IP67防水防塵護(hù)等級要求，因此其密封設(shè)計格外重要。
對于自然風(fēng)冷散熱的電池包，電池箱必須是完全密封的，在箱體或者箱蓋上設(shè)有透氣不透水平衡閥，起到平衡內(nèi)外壓力、防爆的作用；
對于靠強制風(fēng)冷的電池包，除了通風(fēng)孔處，其余位置不允許發(fā)生泄露；電池箱的上下蓋必須加密封圈、電氣件接插口和進(jìn)出口風(fēng)道的位置必須加密封墊。
1 封圈的種類及特點
目前市面上的電池包中，主要有三大類密封圈。分別是橡膠類密封圈（材質(zhì)主要為EPDM、SBR）、膠黏劑類（材質(zhì)主要為有機硅體系）、泡棉膠帶類（材質(zhì)主要為發(fā)泡硅橡膠、聚氨酯等）。
各類密封圈的特點如表1所示。
在選取密封圈的材料時，主要考慮以下因素：密度、吸水率、壓縮應(yīng)力松弛、壓縮永久變形、撕裂強度、抗拉強度和阻燃率等。對于發(fā)泡硅膠類材料，還要考慮泡孔的結(jié)構(gòu)（閉孔、開孔、通孔、混合孔）。例如：開孔結(jié)構(gòu)容易進(jìn)水，不適合做密封；混合孔結(jié)構(gòu)可以用于防水密封、但不能滿足防潮密封；閉孔結(jié)構(gòu)可以達(dá)到良好的防塵防水防潮濕等要求。膠黏劑等材料還需要考慮固化的時間等。
閉孔發(fā)泡硅膠的防塵防水防潮濕應(yīng)用，參考文章《閉孔發(fā)泡硅膠在電池殼體防潮密封中的應(yīng)用》。
2 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計
電池包的密封設(shè)計要結(jié)合箱體一起設(shè)計。電池箱上殼或者下殼一般有薄板拼接件，最好采用點焊焊接；焊接前搭接處涂覆30mm的點焊膠；另個件對焊拼接時，可以采用銅焊，然后打磨平整；如果焊接后存在由于焊接熱應(yīng)力造成的變形，存在的縫隙可以通過涂覆流動性強的密封膠來實現(xiàn)密封。
展開 
一文帶你了解汽車動力電池熱管理系統(tǒng)的類型、管理方案以及發(fā)展趨勢（內(nèi)含視頻教程）
這也就是電池熱管理系統(tǒng)存在的意義。
下方三張圖片是不同的電池熱管理系統(tǒng)展示圖例
電池熱管理風(fēng)冷系統(tǒng)
電池熱管理液冷系統(tǒng)
電池熱管理直冷系統(tǒng)
電動汽車目前在汽車市場上非常常見，該行業(yè)正在迅速發(fā)展，現(xiàn)在高性能的動力電池系統(tǒng)成為推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。但是伴隨著能量密度提高和放電深度增加，電池熱管理問題逐漸凸顯。良好的熱管理方案能夠提高電池的壽命，保障電池性能，延長電動汽車的行駛里程。
動力電池熱管理方案概述
內(nèi)置熱源型
內(nèi)置熱源型熱管理方案是通過在電池內(nèi)部集成加熱器或冷卻器，直接對電池進(jìn)行加熱或冷卻。該方案能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制，但對電池結(jié)構(gòu)改動較大，且成本較高。
外置熱源型
外置熱源型熱管理方案通過在電池箱外部設(shè)置加熱器或冷卻器，采用空氣或液體進(jìn)行熱交換，再對電池進(jìn)行加熱或冷卻。該方案具有成本低、安裝方便等優(yōu)點，但可能會影響電池的穩(wěn)定性。
自然對流式
自然對流式熱管理方案利用電池箱內(nèi)的空氣自然對流進(jìn)行散熱。該方案成本較低，但對環(huán)境要求較高，且可能會影響電池性能。
強制對流式
強制對流式熱管理方案通過設(shè)置風(fēng)扇等設(shè)備，強制電池箱內(nèi)的空氣進(jìn)行對流，提高散熱效率。該方案適用于對散熱要求較高的場合，但需要考慮風(fēng)扇等設(shè)備的能耗和噪音問題。
熱泵系統(tǒng)
熱泵系統(tǒng)是一種利用制冷劑在封閉系統(tǒng)中循環(huán)流動，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移的高效熱管理方案。該方案具有較高的能效比，但對系統(tǒng)密封性和制冷劑選擇要求較高。
動力電池熱管理發(fā)展趨勢
動力電池熱管理技術(shù)的發(fā)展趨勢是向著更高效率、?更安全、?更環(huán)保的方向發(fā)展。?
隨著新能源汽車市場的快速增長，?用戶對新能源汽車的續(xù)航、?快充、?安全、?壽命等維度的要求不斷提升，?這對動力電池的性能提出了更高的要求。?
展開 碳纖維在汽車輕量化中的成本分析
另外，動力電池重量的減輕與成本的降低，也將彌補碳纖維材料使用帶來的高成本不足。
對于新能源車型來說，動力電池是其核心組成部分，作為動力電池的承載件，動力電池箱體一般安裝在車體下部，主要用于保護(hù)動力電池在受到外界碰撞、擠壓時不被損壞。無錫威盛新材料科技有限公司為國內(nèi)多家新能源汽車提供碳纖維動力電池箱體及其他碳纖維汽車結(jié)構(gòu)件，其市場部負(fù)責(zé)人曾在碳纖維應(yīng)用成本方面做過相關(guān)計算，以一款碳纖維動力電池箱體為例，用碳纖維復(fù)合材料制作的箱體重量僅為2.7kg，與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)材料制作的電池箱體相比大約能減重80%，在強度和荷載力上同樣能達(dá)到相關(guān)的技術(shù)要求，更重要的是，因為車體下方的運行環(huán)境惡劣，該款碳纖維電池箱體展現(xiàn)出的抗腐蝕、防水、阻燃、使用壽命長等性能可以很好地應(yīng)對和解決這些問題。從成本上看，使用碳纖維復(fù)合材料動力電池箱比鋼結(jié)構(gòu)電池箱要多付出一千多元，但是10千克的減重在長達(dá)數(shù)年的車輛運行過程中將產(chǎn)生不可小覷的效應(yīng)。首先，根據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù)計算，車身每減重100千克將降低能耗20%，那么僅僅一個碳纖維動力電池箱就可以減少2%的能耗，數(shù)字雖然不大，但是運行時間越長，在運行上節(jié)約的成本越多。其次，碳纖維電池箱體強大的耐腐蝕性能和超長的使用壽命，直接降低了箱體維修和更換所帶來的成本。因此，從整體上衡量，由使用碳纖維復(fù)合材料而帶來的一部分成本升高，就顯得微不足道了。
那么是不是碳纖維復(fù)合材料用的越多越好呢?碳纖維復(fù)合材料的成型工藝決定了它最終的使用成本，因而盡量選用碳纖維復(fù)合材料成型較為容易的部件進(jìn)行輕量化替換，性價比最高，而并非是盲目求量。另外，使用碳纖維復(fù)合材料對汽車制造成本的具體影響是與輕量化之前的成本成正比的，原成本越高，輕量化的價值越高。
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展開 純電動物流車的結(jié)構(gòu)布置及動力傳動系統(tǒng)匹配
電動汽車的結(jié)構(gòu)布置主要是三電系統(tǒng)（電機、電控、動力電池組）的布置，首先要解決的問題是動力電池組的布置。
1.1 動力電池組布置
電動汽車選用的電池并不像傳統(tǒng)燃油汽車用的啟動電池那么簡單，其使用和排布更加復(fù)雜。動力電池組質(zhì)量較大，占據(jù)整車質(zhì)量的比重也較大，單體電池個數(shù)多，占據(jù)的空間大。動力電池組固定方式有兩種：一是托底；二是吊裝。托底方案是電池箱本體無固定耳，只在底板開四組固定螺孔，通過螺孔將電池箱螺裝在一塊轉(zhuǎn)接板（類似大平板）上，由轉(zhuǎn)接板轉(zhuǎn)接至整車上的焊接固定腳。吊裝方案是電池箱本體帶固定耳，直接與車上螺孔或焊接固定腳進(jìn)行螺裝，具體設(shè)計方案見圖1。
圖1 動力電池組吊裝方案布置圖
托底方案與吊裝方案相比：裝配關(guān)系增多，裝配難度增大，整車重量也會增加。同時，托底方案需要電池箱本體與轉(zhuǎn)接板之間分裝，裝配效率也會降低。
綜合上述兩種方案的優(yōu)缺點，本文動力電池組布置選擇吊裝方案。確定好動力電池組的結(jié)構(gòu)布置后，驅(qū)動電機和電機控制器的布置（包括傳動軸的布置）依據(jù)與驅(qū)動橋的空間距離展開排布。然后，依據(jù)總體設(shè)計和質(zhì)量排布，對車輛的其他系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。
1.2 底盤布置
電動汽車總體結(jié)構(gòu)布置（主要是底盤布置）方案是根據(jù)三電系統(tǒng)（電機、電控、動力電池組）的設(shè)計需求，在傳統(tǒng)燃油汽車平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，保持傳統(tǒng)車輛整體框架不變，傳統(tǒng)車輛底盤的四大系統(tǒng)（傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）在保持工作原理不變的前提下做相應(yīng)的設(shè)計調(diào)整。
①傳動系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)在動力電池組布置完畢后依據(jù)總體布置重新排布。采用中置后驅(qū)方案，電機傳動軸直連后橋，簡化傳動系統(tǒng)。
②行駛系統(tǒng)。由于總體布置與傳統(tǒng)車輛不同，整車的質(zhì)量與質(zhì)量分布發(fā)生變化，需要對懸架參數(shù)以及四輪定位參數(shù)做出相應(yīng)調(diào)整。
③轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行重新匹配和調(diào)整；將轉(zhuǎn)向助力方式改為電動助力轉(zhuǎn)向。
展開 電動汽車電池組散熱仿真研究
4 結(jié)語
未放電時環(huán)境溫度為293.15K、進(jìn)口溫度293.15K以及風(fēng)速一定的情況下，平行布置方案不論是箱內(nèi)溫度場的均勻性以及單體電池對流換熱能力，平行布置方案都居于其他兩種排布方式中間，如果加大風(fēng)速，但是平行布置可以保持電池溫度的一致性，加大風(fēng)速，可以保持電池組的整體散熱條件下降低溫度[3]。梯形布置方式下溫度場溫差更小，由于出口流速限制，箱內(nèi)冷卻風(fēng)流速慢，雖然溫度一致性更好，但是梯形排列下箱內(nèi)整體散熱能力較為一般，就算加大風(fēng)速也會得不償失。X形排布方案與其他兩種布置方式相比，電池箱內(nèi)的對流換熱能力更好，但單體電池最大溫差較大，不容易保持一致性，如果將最后2個電池的溫度進(jìn)行優(yōu)化，可以達(dá)到冷卻的最好效果。綜上，X形排布方案冷卻效果更為優(yōu)秀。
參考文獻(xiàn)
[1] 羅丙荷,張汕姍,程云云.整車電池包熱管理設(shè)計方案[J].客車技術(shù)與研究,2020,42(3):34-36.
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文章來源：汽車維修技師
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