纯电动汽车平板式动力电池包结构设计(附件)
摘 要此毕业设计按要求选用了NCR18650PF型锂离子电池作为最终的选用电池单体，通过把单体电池进行串并联，形成电池的单元再到电池模块，最后形成电池组，把电池组与电池箱体的其他机械结构进行组合形成一个完整的电池箱体。之后对设计的电池各个辅助结构进行有效地分析、改进。 通过对组装、安全性以及电池的散热充分考虑后。利用十八个单体电池进行并联成一个电池单元，利用六个电池单元串联成一个电池模块，最后用四个电池模块串联形成一个完整的电池组，此电池组的比能量设计为115W*h/kg。在此过程中充分考虑了电池在组装、运行过程中遇到的连接、固定、散热等等问题，故一并设计了电池的导电连接片、固定装置以及电池单元的外包结构，此外还有整个电池箱体的减震以及散热系统。
?目 录
第一章 绪论1
1.1引言...1
1.1.1本课题解决的问题.............................................2
第二章 电池的串并联设计.3
2.1电池串并联的方式及分析............................................3
第三章 电池包的结构设计4
3.1 NCR18650PF 动力锂离子电池单体的基本参数说明及实物图片.............4
3.2电池单体的模块固定 ..............................................5
3.3单体电池保持架及导电连接片........................................6
3.4 单体电池保持架...................................................6
3.5单体电池的导电连接片..............................................7
3.6电池单元外围零件结构..............................................9
3.6.1电池单元装配的总装配图及详细设计.....
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
........................10
3.6.2动力电池固定箱体的零部件设设计...............................11
3.7电池箱体的设计架构...............................................12
3.7.1电池包的整体布局.............................................12
3.7.2电池外箱体各面板的详细设计及爆炸图部件展示...................13
3.7.3电池箱体整体的展示与改进.....................................14
3.8单体电池串并联：点焊.............................................15
3.9电池单元及电池包的比能量计算.....................................15
3.9.1总结设计的特点...............................................16
第四章 结束语17
致谢18
参考文献19
第一章 绪论
1.1引言
气候变化、能源短缺、环境污染是人类社会发展中的三大难题，目前世界汽车保有量约8.5亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆[1]。据相关统计数据，近几年来大气污染物中含有碳氢化合物73.5%、一氧化碳63.4%、氮氧化合物46%，这些大多来自于汽车尾气[2]。统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会降至25%，而更为严重的是排放废气污染环境，危害人体健康。但汽车行业的发展也加速了能源需求增长以及环境的污染。此外汽车产业的快速发展加剧了我国对进口石油的依赖度，威胁着国家的能源安全。随着电动技术的日渐成熟，发展电动汽车被认为是解决能源和环境问题的重要途径。各国政府也纷纷根据各自的国情，制定了适宜的电动汽车发展路线。
美国奥巴马政府投资24亿美元推动电动汽车发展，并给予购买电动车的消费者2500至7500美元的税收减免优惠[3]。欧盟委员会公布《新欧洲能源政策》，计划提高可再生能源比例以及能源领域的研究开发，计划中投资50亿欧元用于绿色汽车项目，下属银行发放贷款 [4]。日本计划在2020年以前，让中国市场上的内燃机汽车全部混合动力化，从2009年至2011年，日产、三菱、通用相继开始销售使用锂离子电池的量产型电动汽车[5]。
目前，我国已将发展电动汽车作为国家能源战略的重要环节，并列为国家“863计划”重点项目，同时还将发展电动汽车作为“十二五”规划中的七大新兴产业之一。而根据最新制定的《节能与展规划（20112020）》，我国将投入千亿元支持节能与新能源汽车核心技术的研发与推广，可以看出国家已将新能源汽车作为国家振兴经济和转变产业结构的重要突破口[6]。以电动汽车为代表的新能源汽车是解决汽车工业可持续发展问题的重要途径。20世纪90年代以来，世界各国对改善环境的呼声日益高涨，随之各种电动汽车脱颖而出。
作为纯电动汽车的动力来源，锂离子动力电池组承担着为车载电机以及汽车辅助系统供能
的作用。电动汽车动力电池系统开发中电池组的固定和安装是整个电池系统能够适应电动汽车和保证其功能性的重要部分，而作为动力电池组与外界进行接触的媒介，动力电池模块、模块支架、动力电池箱等机械结构承担了保证动力电池能量传导的任务，对动力电池充分发挥供能作用起到了决定性的作用。
为实现纯电动汽车动力电池系统中电池模块的结构设计，必须考虑到电池模块的安装与固
定、散热与保护，这就要求电池模块、模块支架、电池组、电池箱体的联合设计。本项目选用NCR18650PF 型动力锂离子电池电芯，将此锂离子电池电芯作为最基本的电池单体，通过其合理的串并联连接，形成由电池单体到电池单元，电池单元到电池模块，电池模块到电池组，电池组到电池箱体的模块化组装结构。
而且实际使用中的车载电池的抗振动与抗冲击的性能，对保证车载电池的基本使用性能、安全性能、可靠性能以及它的耐久性方面至关重要，影响巨大。积极研究与制定符合车用动力电池开发需求的标准与规范显得尤为重要。目前，比较典型的是USABC(United States Advanced Battery Consortium)动力电池测试手册[7]与SAE J23802009标准[8]。动力电池包是电动汽车的核心部件，电池包的密封性直接影响到电池系统的工作安全，影响到电动汽车的使用安全。需要对电池箱体密封结构合理设计，对密封垫的结构和材料进行研究使电池箱体结构与密封结构完美接合[9]。
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第一章 绪论1
1.1引言...1
1.1.1本课题解决的问题.............................................2
第二章 电池的串并联设计.3
2.1电池串并联的方式及分析............................................3
第三章 电池包的结构设计4
3.1 NCR18650PF 动力锂离子电池单体的基本参数说明及实物图片.............4
3.2电池单体的模块固定 ..............................................5
3.3单体电池保持架及导电连接片........................................6
3.4 单体电池保持架...................................................6
3.5单体电池的导电连接片..............................................7
3.6电池单元外围零件结构..............................................9
3.6.1电池单元装配的总装配图及详细设计.....
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
........................10
3.6.2动力电池固定箱体的零部件设设计...............................11
3.7电池箱体的设计架构...............................................12
3.7.1电池包的整体布局.............................................12
3.7.2电池外箱体各面板的详细设计及爆炸图部件展示...................13
3.7.3电池箱体整体的展示与改进.....................................14
3.8单体电池串并联：点焊.............................................15
3.9电池单元及电池包的比能量计算.....................................15
3.9.1总结设计的特点...............................................16
第四章 结束语17
致谢18
参考文献19
第一章 绪论
1.1引言
气候变化、能源短缺、环境污染是人类社会发展中的三大难题，目前世界汽车保有量约8.5亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆[1]。据相关统计数据，近几年来大气污染物中含有碳氢化合物73.5%、一氧化碳63.4%、氮氧化合物46%，这些大多来自于汽车尾气[2]。统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会降至25%，而更为严重的是排放废气污染环境，危害人体健康。但汽车行业的发展也加速了能源需求增长以及环境的污染。此外汽车产业的快速发展加剧了我国对进口石油的依赖度，威胁着国家的能源安全。随着电动技术的日渐成熟，发展电动汽车被认为是解决能源和环境问题的重要途径。各国政府也纷纷根据各自的国情，制定了适宜的电动汽车发展路线。
美国奥巴马政府投资24亿美元推动电动汽车发展，并给予购买电动车的消费者2500至7500美元的税收减免优惠[3]。欧盟委员会公布《新欧洲能源政策》，计划提高可再生能源比例以及能源领域的研究开发，计划中投资50亿欧元用于绿色汽车项目，下属银行发放贷款 [4]。日本计划在2020年以前，让中国市场上的内燃机汽车全部混合动力化，从2009年至2011年，日产、三菱、通用相继开始销售使用锂离子电池的量产型电动汽车[5]。
目前，我国已将发展电动汽车作为国家能源战略的重要环节，并列为国家“863计划”重点项目，同时还将发展电动汽车作为“十二五”规划中的七大新兴产业之一。而根据最新制定的《节能与展规划（20112020）》，我国将投入千亿元支持节能与新能源汽车核心技术的研发与推广，可以看出国家已将新能源汽车作为国家振兴经济和转变产业结构的重要突破口[6]。以电动汽车为代表的新能源汽车是解决汽车工业可持续发展问题的重要途径。20世纪90年代以来，世界各国对改善环境的呼声日益高涨，随之各种电动汽车脱颖而出。
作为纯电动汽车的动力来源，锂离子动力电池组承担着为车载电机以及汽车辅助系统供能
的作用。电动汽车动力电池系统开发中电池组的固定和安装是整个电池系统能够适应电动汽车和保证其功能性的重要部分，而作为动力电池组与外界进行接触的媒介，动力电池模块、模块支架、动力电池箱等机械结构承担了保证动力电池能量传导的任务，对动力电池充分发挥供能作用起到了决定性的作用。
为实现纯电动汽车动力电池系统中电池模块的结构设计，必须考虑到电池模块的安装与固
定、散热与保护，这就要求电池模块、模块支架、电池组、电池箱体的联合设计。本项目选用NCR18650PF 型动力锂离子电池电芯，将此锂离子电池电芯作为最基本的电池单体，通过其合理的串并联连接，形成由电池单体到电池单元，电池单元到电池模块，电池模块到电池组，电池组到电池箱体的模块化组装结构。
而且实际使用中的车载电池的抗振动与抗冲击的性能，对保证车载电池的基本使用性能、安全性能、可靠性能以及它的耐久性方面至关重要，影响巨大。积极研究与制定符合车用动力电池开发需求的标准与规范显得尤为重要。目前，比较典型的是USABC(United States Advanced Battery Consortium)动力电池测试手册[7]与SAE J23802009标准[8]。动力电池包是电动汽车的核心部件，电池包的密封性直接影响到电池系统的工作安全，影响到电动汽车的使用安全。需要对电池箱体密封结构合理设计，对密封垫的结构和材料进行研究使电池箱体结构与密封结构完美接合[9]。
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