动力电池设计规范 - 1
1.1 动力电池系统总体方案设计1.1.1 动力电池系统总体方案设计流程首先根据客户对电池系统的标称电压、容量要求及电池系统的充放电功率及寿命的要求，选择适合的电芯并确定串并联数量。再根据客户所给的空间进行整体电池布置，考虑好电池布置空间、高压器件的位置、BMS 的安装以及走线，热管理的加热或冷却板布置，电池布置考虑电池连接均匀分布，尽量保证连接内阻一致，加热散热均匀，模块应容易安装固定。 1.1.2 动力电池系统的总体需求匹配分析整车对电池系统的能量需求kwh 除以系统标称电压，得到电池系统总容量；系统标称电压除以单体电池的标称电压，得到电池串联数；电池系统总容量除以单体电池的标称容量，得到电池并联数量；串联数量乘以并联数量，就是电池总数量；系统的功率要求除以电池总数量，得到单体电池的功率要求，选择单体电池时要考虑电池系统连接内阻。总续航里程要求除以每次满充满放车的设计续航量程（一般按90%设计续航量程计算），得到电池系统的寿命循环要求。其他IP 并满足国家法规要求。机械性能和热性能要通过仿真分析和测试验证满足。1.1.3 动力电池系统总体布置方案设计根据车辆可布置空间，确定电池包的整体结构及布置位置，根据所需设计的电池容量与车身可布置空间，确定电池的排列，进而确定电池包总体结构；电池包总体布置遵循质心尽可能在中心位置，结构紧凑布局均匀分布;根据电池的工作散热情况，确定电池组的最优排列与电池包内散热装置、加热装置、保温装置的布置；根据电池包的外部热源分布，内部要进行隔热处理，尽可能减少外界环境对电池温度一致性的影响；确定电池包内单体电池的连接方式，并根据汽车的实际工作情况，确定电池与汽车外电路的连接方式。电池包内部高低压线路尽可能分开布线，无法分开布线的要做好绝缘处理并避免平行走线；内部连接排接触点阻值尽可能小并保持一致，降低连接排自损耗并保证电位一致性；电池包内部高低压部件和箱体直接保证可靠连接，保证等电位；模组间要留有一定的安全距离，保证动力电池在生命末期的鼓胀不会造成模组间相互挤压；通过有限元分析电池包的安全性、热特性、可靠性等是否满足整车需求；1.2 单体电池选型设计1.2.1 单体电池的容量及电压选型设计1.2.1.1 不同材料体系电池的容量及电压等特性见表1，可根据整车匹配需要参照选型。 1.2.1.2 单体电池主要有如下几种类型，其主要特征见表2，可根据设计需要，选择相应的类型。圆柱形电池：具有圆柱形外壳和连接元件（电极）的蓄电池；方形电池：具有长方体电池外壳和连接元件（电极）的蓄电池；软包电池：具有复合薄膜制成的电池外壳和元件（电极）的蓄电池。 1.2.2 单体电池的性能选型设计1.2.2.1 能量密度单体电池能量密度磷酸铁锂类不低于160 Wh/kg，镍钴锰锂类不低于210 Wh/kg。1.2.2.2 室温放电容量单体电池按GB/T 31486-2015 中6.2.5 进行试验时，其放电容量应不低于额定容量，并且不应超过额定容量的110%；同时，所有测试对象初始容量极差，应不大于初始容量平均值的5%。（注：极差是所有样本的最大值和最小值之差）。1.2.2.3 倍率特性倍率特性要求应符合表3 的规定。 1.2.2.4 低温特性在以下试验条件下，锂离子蓄电池放电能量应不低于初始容量的65%：锂离子单体蓄电池按GB/T 31486-2015 中6.2.4 方法充电；单体蓄电池在-20 ℃±2 ℃下搁置24 h；单体蓄电池在-20 ℃±2 ℃下，以1I1（A）电流放电至单体蓄电池电压达到企业提供的放电终止电压（该电压值不低于室温放电终止电压的80%）；计算放电能量（以Wh 计）。1.2.2.5 自放电单体蓄电池按GB/T 31486-2015 中6.2.4 进行充电；静置2 h，使用外用表测量单体蓄电池的电压V1；单体蓄电池在室温下存储28 d；使用外用表测量单体蓄电池的电压V2；ΔV= (V1-V2)/V1≤3%/28d。1.2.3 单体电池的使用寿命选型设计单体电池的使用寿命，应满足表4 的要求。 1.2.4 单体电池试验项目1.2.4.1 电性能试验单体电池应按表5 的规定，进行电性能试验。 1.2.4.2 安全性能试验单体电池应按表6 的规定，进行安全性能试验。 （未完待续）来源：小明来电
