纯电动机动力电池包结构优化设计(附件)
摘 要本文提供了（锂）电池包（也称为ESS，或能量存储系统）在电池单元、电池模块、电池组、电池箱体及其部件的机械结构设计的优化细节。在电池单元按3*8的并联形成电池单元，6个电池单元串联形成电池模块，4个电池模块串联形成电池组，电池组和零部件组合成电池箱的基础上，对其机械结构和散热系统进行优化设计。通过这些设计使其在安装上更佳简易方便、在散热效果上更佳和在安全方便上更加可靠。最后，在电池装配完成之后，将电池包与风扇、霍尔传感器、保险丝以及继电器相连。当然，在电池包设计完成之后，要通过一系列的检测来保证电池包的安全性。从而来提高整个电动汽车的安全性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2车用电池的发展状况 2
1.3电池成组技术发展现状 4
1.4动力电池振动与冲击问题研究现状 4
1.5本文研究内容 5
1.5.1纯电动汽车动力电池包机械结构优化设计 5
1.5.2纯电动汽车动力电池包散热系统优化设计 5
1.5.3纯电动汽车动力电池包安全系统设计 5
第二章 纯电动汽车动力电池包机械结构设计及优化 6
2.1纯电动机汽车动力电池包机械结构设计原则 6
2.2纯电动机汽车动力电池包整体设计 6
2.3纯电动机动力电池包原机械设计 7
2.4纯电动机动力电池包单体电池的选择 8
2.5纯电动机动力电池包电池单元的机械结构设计 8
2.5.1电池单元排列 8
2.5.2单体电池保持架及导电连接片 8
2.3.3电池单元外围零件结构 10
2.3.4 电池单元优化设计及优点 10
2.4纯电动机动力电池包电池模块的机械设计及其优点 11
2.4.1纯电动机动力电池包电池模块的机械设计 11
2.4.2纯电动机动力电池包电池模块优化设计的优点 13
2.5 纯电动机动力电池包电池组结构设计 13
2.6纯电动机动力电池包结构的优化设计 13
2.6.1电池包结构 14
2.6.2电池包外
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
固定结构 14
2.6.3纯电动机动力电池包结构展示 16
第三章 纯电动汽车动力电池包散热系统优化设计 18
3.1纯电动汽车动力电池包散热系统的选择 18
3.2纯电动汽车动力电池包散热系统原设计 19
3.3纯电汽车机动力电池包散热系统优化设计 19
3.4纯电动汽车动力电池包散热系统优化设计的优点 20
第四章 纯电动汽车动力电池包安全系统优化设计 21
4.1PCB板 21
4.2SSR直流固态继电器 21
4.3闭环霍尔传感器 22
4.3保险丝 23
4.4LCD显示器 23
4.5电池包安全电路设计 24
第五章 纯电动汽车动力电池包参数校核 26
5.1电池包电压及电容量校核 26
5.1.1电池包电压及电容量 26
5.1.2导电输出铜柱 26
5.1.3导电连接片 26
5.2电池包比能量 26
5.2.1电池单元比能量 26
5.2.2电池模块比能量 27
5.2.3电池组比能量 28
5.2.4电池箱比能量 28
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1引言
目前，环境保护以及可再生资源的保护已经成为全球性的重要课题之一[1]。
首先，汽车再给人类带来了便利也带来了环境问题。例如：汽车再给人们节省出行时间的同时汽车在行驶过程中产生的汽车尾气的排放引起了城市的温室效和酸雨的形成以及臭氧层的破坏等环境问题。如图11、图12、图13和图14分别展示了地球资源的枯竭、空气污染、酸雨的危害和温室效应的场景。
图11 地球资源的枯竭 图12 空气污染
图13 酸雨的危害 图14 温室效应
其次，自20世纪初汽车行业迅速崛起和蓬勃发展，造成地球资源的消耗每年都很巨大且有不断上升的趋势。众所周知，地球上的能源不是“取之不尽，用之不竭”的，能源紧缺已经成为全人类面临的且无法逃避的难题之一，已然是一个全球性的问题。当然我国也不能避免这一问题，并且能源问题已经成为影响我国国民经济发展的重大战略问题。
随着党的十六届三中全会提出可持续的科学发展观开始，我国一直致力于在保证我国可持续发展的基础上巩固我国汽车大国的地位和不断提高我国国民的生活水平。正是面对这一问题，研究和发展电动汽车也逐渐被提上课题。自从20世纪末期开始，我国就开始逐步研究电动汽车，这项研究还曾经被列入“八五计划”之中。目前，我国不仅把开发电动汽车的项目列入“九五计划”之中，还把其列入了“863”重大专项之中。根据国务院在2012年4月份通过的《节能与新能源汽车产业发展规划》，我们可以从该规划中了解到我国预期到2020年我国电动汽车生产量超过500万辆，并加大对电动汽车技术方面的研究使我国能够在新能源汽车动力电池包及关键零部件的技术上整体上达到国际先进水平。不难看出，我国已经将发展新能源汽车作为我国解决环境恶化、能源短缺和产业结构优化的一条重要途径。
世界各国也都纷纷响应世界潮流并制定了相应地且符合各自国情的电动汽车技术路线和电动汽车发展战略。例如：日本早在20世纪80年代初就开始着手研究开发电动汽车，并且制定了一系列的相应政策推动电动汽车的发展，如在1978年日本电动汽车协会推出的《电动汽车试用制度》，该制度表示向试用者每年提供一定的试用费用；欧盟委员会则推出了《新欧洲能源政策》，该政策把发展新能源汽车作为保障能源安全和保障国家经济发展的重要突破口；美国作为世界经济强国之首，在电动汽车研究发展方面也一直处于领先地位。美国采取政府强制干预，在1989到1992年之间以能源部为中心对电动汽车的研究开发投入了巨大的资金。现在，美国能源部更是试图通过取消对加氢站的财政扶持，以此来加大对锂电池制造商提供财政拨款的力度。
为了保证世界经济的可持续发展，以电动汽车为代表的新一代新能源汽车已然成为一个重大的突破口。电动汽车的可以利用低谷时的电网蓄电，不仅可以使供电电网的负荷平衡问题得以解决，还可以缓解了世界各国能源短缺的问题。在重视可持续发展的21世纪，新能源汽车必定可以在世界经济结构中占据一席之地。
1.2车用电池的发展状况
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2车用电池的发展状况 2
1.3电池成组技术发展现状 4
1.4动力电池振动与冲击问题研究现状 4
1.5本文研究内容 5
1.5.1纯电动汽车动力电池包机械结构优化设计 5
1.5.2纯电动汽车动力电池包散热系统优化设计 5
1.5.3纯电动汽车动力电池包安全系统设计 5
第二章 纯电动汽车动力电池包机械结构设计及优化 6
2.1纯电动机汽车动力电池包机械结构设计原则 6
2.2纯电动机汽车动力电池包整体设计 6
2.3纯电动机动力电池包原机械设计 7
2.4纯电动机动力电池包单体电池的选择 8
2.5纯电动机动力电池包电池单元的机械结构设计 8
2.5.1电池单元排列 8
2.5.2单体电池保持架及导电连接片 8
2.3.3电池单元外围零件结构 10
2.3.4 电池单元优化设计及优点 10
2.4纯电动机动力电池包电池模块的机械设计及其优点 11
2.4.1纯电动机动力电池包电池模块的机械设计 11
2.4.2纯电动机动力电池包电池模块优化设计的优点 13
2.5 纯电动机动力电池包电池组结构设计 13
2.6纯电动机动力电池包结构的优化设计 13
2.6.1电池包结构 14
2.6.2电池包外
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
固定结构 14
2.6.3纯电动机动力电池包结构展示 16
第三章 纯电动汽车动力电池包散热系统优化设计 18
3.1纯电动汽车动力电池包散热系统的选择 18
3.2纯电动汽车动力电池包散热系统原设计 19
3.3纯电汽车机动力电池包散热系统优化设计 19
3.4纯电动汽车动力电池包散热系统优化设计的优点 20
第四章 纯电动汽车动力电池包安全系统优化设计 21
4.1PCB板 21
4.2SSR直流固态继电器 21
4.3闭环霍尔传感器 22
4.3保险丝 23
4.4LCD显示器 23
4.5电池包安全电路设计 24
第五章 纯电动汽车动力电池包参数校核 26
5.1电池包电压及电容量校核 26
5.1.1电池包电压及电容量 26
5.1.2导电输出铜柱 26
5.1.3导电连接片 26
5.2电池包比能量 26
5.2.1电池单元比能量 26
5.2.2电池模块比能量 27
5.2.3电池组比能量 28
5.2.4电池箱比能量 28
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1引言
目前，环境保护以及可再生资源的保护已经成为全球性的重要课题之一[1]。
首先，汽车再给人类带来了便利也带来了环境问题。例如：汽车再给人们节省出行时间的同时汽车在行驶过程中产生的汽车尾气的排放引起了城市的温室效和酸雨的形成以及臭氧层的破坏等环境问题。如图11、图12、图13和图14分别展示了地球资源的枯竭、空气污染、酸雨的危害和温室效应的场景。
图11 地球资源的枯竭 图12 空气污染
图13 酸雨的危害 图14 温室效应
其次，自20世纪初汽车行业迅速崛起和蓬勃发展，造成地球资源的消耗每年都很巨大且有不断上升的趋势。众所周知，地球上的能源不是“取之不尽，用之不竭”的，能源紧缺已经成为全人类面临的且无法逃避的难题之一，已然是一个全球性的问题。当然我国也不能避免这一问题，并且能源问题已经成为影响我国国民经济发展的重大战略问题。
随着党的十六届三中全会提出可持续的科学发展观开始，我国一直致力于在保证我国可持续发展的基础上巩固我国汽车大国的地位和不断提高我国国民的生活水平。正是面对这一问题，研究和发展电动汽车也逐渐被提上课题。自从20世纪末期开始，我国就开始逐步研究电动汽车，这项研究还曾经被列入“八五计划”之中。目前，我国不仅把开发电动汽车的项目列入“九五计划”之中，还把其列入了“863”重大专项之中。根据国务院在2012年4月份通过的《节能与新能源汽车产业发展规划》，我们可以从该规划中了解到我国预期到2020年我国电动汽车生产量超过500万辆，并加大对电动汽车技术方面的研究使我国能够在新能源汽车动力电池包及关键零部件的技术上整体上达到国际先进水平。不难看出，我国已经将发展新能源汽车作为我国解决环境恶化、能源短缺和产业结构优化的一条重要途径。
世界各国也都纷纷响应世界潮流并制定了相应地且符合各自国情的电动汽车技术路线和电动汽车发展战略。例如：日本早在20世纪80年代初就开始着手研究开发电动汽车，并且制定了一系列的相应政策推动电动汽车的发展，如在1978年日本电动汽车协会推出的《电动汽车试用制度》，该制度表示向试用者每年提供一定的试用费用；欧盟委员会则推出了《新欧洲能源政策》，该政策把发展新能源汽车作为保障能源安全和保障国家经济发展的重要突破口；美国作为世界经济强国之首，在电动汽车研究发展方面也一直处于领先地位。美国采取政府强制干预，在1989到1992年之间以能源部为中心对电动汽车的研究开发投入了巨大的资金。现在，美国能源部更是试图通过取消对加氢站的财政扶持，以此来加大对锂电池制造商提供财政拨款的力度。
为了保证世界经济的可持续发展，以电动汽车为代表的新一代新能源汽车已然成为一个重大的突破口。电动汽车的可以利用低谷时的电网蓄电，不仅可以使供电电网的负荷平衡问题得以解决，还可以缓解了世界各国能源短缺的问题。在重视可持续发展的21世纪，新能源汽车必定可以在世界经济结构中占据一席之地。
1.2车用电池的发展状况
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