Contents電池系統產品簡介——電動汽車與電池系統電池系統產品簡介——動力電池簡介加燃料加燃料充電放電/回饋動力統電池系統產品簡介——三類產品乘用車動力電池、商用車動力電池、低速車動力電池通信儲能電池系統、集裝箱儲能電池系統12V啟停電池、48V啟停電池電池系統產品簡介——動力電池功能啟/停啟/停啟/停收電池系統產品簡介——儲能電池簡介電池系統產品簡介——12V電池系統簡介0204電池系統產品簡介——48V電池系統簡介AContents結構與安全設計概述——結構設計的內容理論計算詳細設計材料選結構與安全設計概述——結構設計關鍵總成介紹箱體箱體輪廓、連接方式輪廓、連接方式輪廓、連接方式輪廓、連接方式、 模組結構與安全設計概述——安全設計的要求振動、跌落振動、跌落、擠壓、金屬物防水防塵、溫度沖擊、濕熱循環防水防塵、溫度沖擊、濕熱循環、鹽霧、高海拔穿刺國標、企標、客戶要求外部火燒、熱失控外部火燒、熱失控、防水防塵護、電氣隔離、接觸防護結構與安全設計概述——安全設計相關國家標準安全要求相關的國家標準標準名稱GB/T31484-2015電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法GB/T31485-2015電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法GB/T31486-2015電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第1部分高功率應用測試規程GB/T31467.2-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第2部分高能量應用測試規程GB/T31467.3-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第3部分安全性要求與測試方法電動汽車安全要求第1部分：車載可充電儲能系統GB/T18384.2-2015電動汽車安全要求第2部分：操作安全和故障防護GB/T18384.3-2015電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護GB/T4208-2008外殼防護等級（IP代碼）Contents模組結構介紹與設計——模組分類80%—83%13114201模組82%）軟包模組（使用軟包電芯的模80%—83%13114201模組82%）軟包模組（使用軟包電芯的模組）一般0.075元/wh半自動較高鋁殼模組（使用鋁殼電芯的模組）90%—92%（圖為VDA模組91.5%）高0.09元/wh較低模組結構介紹與設計——模組結構設計要點BatteriesforMODULEBatteriesforMODULE鋁殼圖模組結構介紹與設計——能量密度與成組效率能量密度是指在單位一定的空間或質量物質中儲存能量密度也就是模組或電池包平均單位體積或質量所釋能量密度一般分重量能量密度和體積能量密成組效率是一個評價模組或電池包輕量化水平的模組結構介紹與設計——模組構成排1泡棉鈑金短板絕緣片dian'x模組結構介紹與設計——軟包模組泡棉泡棉具有低硬度高回彈性質,能夠吸泡棉具有低硬度高回彈性質,能夠吸在電芯發送熱失控時,泡棉能起模組結構介紹與設計——軟包模組泡棉泡棉（包括備膠）要求達到UL94-V0級別泡棉電芯塑膠框散熱片泡棉厚度1.5mm（含備膠）長100mm寬50模組結構介紹與設計——軟包模組長螺桿AA將多個單體框架緊固為一個模組B對單體框架限位,改善框架高低不一致模組結構介紹與設計——軟包模組長螺桿長螺桿散熱片電芯框架模組結構介紹與設計——軟包模組的金屬軸承套A模組結構介紹與設計——模組結構介紹與設計——模組結構介紹與設計——軟包模組的膠接A膠接A膠接根據模組成組設計的工藝（設備涂膠、人工刷膠、模組結構介紹與設計——軟包模組散熱片導熱系數約237W/(m·K)@25℃,有效導出模組內部熱量。模組結構介紹與設計—— 實現方式是使用泡面，然后作用：” 模組結構介紹與設計——鋁殼模組端板、側板名稱功能材料類型優缺點鋁合金材質鈑金材質模組結構介紹與設計——鋁殼模組端板、側板名稱材料類型設計關注點質模組結構介紹與設計——模組結構介紹與設計——模組結構介紹與設計——鋁殼模組側板模組結構介紹與設計——鋁殼模組載體A模組結構介紹與設計——模組電連接圖片物理參數體積小、重量小（成組效率更高）體積大、重量大（成組效率更低）連接內阻內阻低、一致性好內阻大、一致性差連接可靠性高一般自動化程度高低成本設備、工裝投入高生產人工成本低設備、工裝投入低生產人工成本高其它風險點焊接質量探測困難最小單元電芯可維護性低螺栓松動、鋁排蠕變導致螺栓松動模組結構介紹與設計——模組溫度采集溫度傳感器種類水滴狀端子貼片（用于FPCB）溫度傳感器種類水滴狀端子貼片（用于FPCB）圖片鎖螺栓、鉚接、焊接安裝方式鎖螺栓、鉚接、焊接安裝方式灌封焊接熱傳導均勻、可靠性高安裝部位需要灌封空間和結構不占空間、導熱性好、集成化必須進行封裝熱傳導均勻、可靠性高安裝部位需要灌封空間和結構不占空間、導熱性好、集成化必須進行封裝優點導線引出部位易折斷缺點導線引出部位易折斷缺點模組結構介紹與設計——FPCB，，名稱簡述用途模組結構介紹與設計——模組絕緣設計模組絕緣設計包括電芯與電芯、電芯與模組機械外殼間模組結構介紹與設計——模組的標準化電芯、模組尺寸標準化電池系統與整車廠合作正向開發，實現電池包尺寸標準化背景電池包形狀復雜，箱體制作成本高電池包形狀復雜，箱體制作成本高電池包內部空間利用率低能量密度突破困難電池可替換性不強乘用車、商用車、低速車、儲能專用模組多元、集成化加熱、冷卻、Contents電池系統結構介紹與設計——電池系統結構設計要點BatteriesforMODULEBatteriesforMODULE電池系統結構介紹與設計——電芯選擇電芯Cell對于結構設計的優劣勢一般運用建議圖片說明優點缺點軟包電芯電芯性能優良，封裝采用的材質質量較小，電池的能量密度較高電芯自身機械性能弱，易漏液對模組或其它外部結構要求高，成組工藝更復雜電芯散熱需結構設計專門的導熱路徑需配合可靠的模組和電池包設計應改善導熱路徑改善絕緣防護設計考慮電芯膨脹鋁殼電芯散熱性能好電芯自身強度高循環壽命長單體電池的能量密度偏低，內部結構較復雜，自動化工藝成熟度相對較低。受到外部壓力時相比軟包更容易起火爆炸，為避免極端情況，需要設計電解液導向槽考慮電芯膨脹（三元電芯設計電解液導向槽電池系統結構介紹與設計——電芯串并基礎電池系統結構介紹與設計——電池系統串并方案對比電池系統結構介紹與設計——電池系統排布內容高壓系統布置電池模組布置熱管理系統布置高壓系統布置電池模組布置熱管理系統布置電池管理系統布置輸入邊界尺寸滿足電量要求滿足能量密度要求保持安全間距電池單體及模塊熱管理電池系統結構介紹與設計——電池系統整體排布原則電池系統結構介紹與設計——電池系統整體排布原則重量分布均勻、整車要求重量分布高低壓各行其道俯視圖（去除上蓋）（P111，圖2-20）俯視圖（去除上蓋）（P111，圖2-20）合理間距預留安全距離、安裝空間兼顧熱管理預留加熱、散熱通道、安裝空間熱場分布均勻保證一致性電氣件排布電氣件布置、保留安全距離電池系統結構介紹與設計——電池系統結構構成加電器件下箱體上箱蓋下箱體模組電連接密封件電連接電池系統結構介紹與設計——電池系統箱蓋結構設計根據客戶需求、產品應用場景需求、性能需求、安全需求、成本需求、可現在使用比較成熟的上蓋材質主要有鈑金上蓋、塑料上蓋、復合材鈑金上蓋塑料上蓋復合材料上蓋電池系統結構介紹與設計——電池系統箱蓋結構設計特點特點加工工藝：鈑金剪切和沖裁、鈑金折彎和沖壓、鈑金焊接和應用范圍：乘用車動力電池、商用車動力電鈑金上蓋電池系統結構介紹與設計——電池系統箱蓋結構設計特點特點應用范圍：48v和12v啟停電池、兩三輪電動車動力電池等低壓電池系統表面處理：無池的排氣量、防爆等級選擇或設計合理的排注塑嵌件：鑲嵌螺絲螺母、鑲嵌端子、嵌套要滿足安裝扭塑料上蓋電池系統結構介紹與設計——電池系統箱蓋結構設計表面處理：無復合材料上蓋電池系統結構介紹與設計——電池系統箱體結構設計機械強度（滿足振動、沖擊、擠壓、碰撞等要求）、等電位、防腐蝕、密封設現在使用比較成熟的上蓋材質主要有鈑金箱體、鋁合鈑金箱體鋁合金箱體電池系統結構介紹與設計——電池系統箱體結構設計特點特點加工工藝：鈑金剪切和沖裁、鈑金折彎和沖壓、鈑金焊接和表面處理：電泳厚度15-25μm電泳主要是起到防腐絕緣、噴40~70μm噴塑主要是優化外觀和絕緣、鍍鋅為低成本方案采用一體沖壓鈑金箱體密封墊由于過度壓縮而壓潰。密封法蘭面寬度要保證是一體沖壓鈑金箱體電池系統結構介紹與設計——電池系統箱體結構設計特點透氣裝置：鋁合金殼體通常收到模具結構限制不便于設密封：鋁合金箱體邊緣預留足夠寬度的法蘭面以配合塑料上鋁合金型材箱體電池系統結構介紹與設計——電池系統常用金屬材料物性表Q235DC01H410LAAL6061-T6AL6061-T6ADC12電池系統結構介紹與設計——常用金屬材料序號材料名稱材料成本(元/噸)模具工裝成本適用工藝1Q2353900<5000模具、鈑金、焊接、表處理2DC013690<5000模具、鈑金、焊接、表處理3H410LA4520<5000模具、鈑金、焊接、表處理4Al606122000一般模具、鋁焊、機加工5ADC1222000高模具、機加工電池系統結構介紹與設計——電池系統箱體化學安全 預防措施實現方式防護措施實現方式阻燃防火鹽霧腐蝕防護化學腐蝕防護禁用物質材料選擇+隔離結構的運用塑料件、線束、絕緣膜、泡棉達到UL94-V0模組間隔離、電氣件隔離電泳、噴塑、鈍化防爆、定向泄放冷凝水的防護平衡防爆閥選型及安裝位置選擇吸水材料使內部無法形成冷凝水疏水材料避免冷凝水破壞帶電體或電氣件電池系統結構介紹與設計——電池系統層級的電連接模組間電連接電箱級別電連接電箱級別電連接電池系統結構介紹與設計——分類硬銅排軟銅排導線圖片多層薄銅片（常為0.1mm）單層銅板通過打孔、折彎、單層銅板通過打孔、折彎、壓鉚、電鍍等工序機加工而成部位焊接在一起（減少接觸定義銅導線部位焊接在一起（減少接觸定義內阻非焊接區可彈性活動高高小高低小成本高高小高低小低低低低大（導線需要拐彎半徑）公差精度要求安裝空間電池系統結構介紹與設計——電連接表面處理1、中性鹽霧實驗192H無銹跡2、不能漏銅，其他部位劃痕數量不可超過3處3、電鏈接區不得有凸起、凹坑及明顯劃痕硬排——鍍鎳2.5-4um軟排——熱壓0.1mm鎳片鎳：1、導電性強11、防止電連接面氧化2、防止電化學腐蝕3、增加表面硬度防止機械損傷4、3、耐酸堿4、硬度高圖片將塑料（環氧樹脂）粉末噴涂在零件表面，利用靜電發生器使塑料粉末帶電,吸附在鐵板表面,然后經過180圖片將塑料（環氧樹脂）粉末噴涂在零件表面，利用靜電發生器使塑料粉末帶電,吸附在鐵板表面,然后經過180～220℃的烘烤,使粉末熔化黏附在金屬表面硬排通過加熱金屬將塑料粉均勻的噴在金屬上形成一層塑料膜，或加熱浸塑液放入金屬件使之冷卻后塑料包覆在金屬表面。熱縮套管加熱收縮后包裹金屬表面說明軟排硬排運用場景Contents輕量化——輕量化的范圍電池尺寸選擇電芯選擇電芯參數選擇系統層級整體排布系統層級減少層級大模塊設計輕量化減少層級大模塊設計輕量化新的成組方式一體化設計詳細設計新材料應用詳細設計找到恰好點極限設計去除過設計去除過設計輕量化——結構設計與輕量化輕量化——減少層級級輕量化——選材鈑金沖壓箱體加強處壁厚>4mm加強處壁厚>4mm輕量化——普通的塑料,就算是特種的塑料的強度也是遠遠不足的,需要提高.加入碳纖維可利用碳纖維的輕量化——上蓋輕量化輕量化——輕量化——掛點優化點：掛點數量掛點使用緊固件規格掛點分布掛耳強度輕量化——橫縱梁橫縱梁需要確定：橫縱梁分布橫縱梁數量構建框架結構框架材料壁厚Contents安全設計——安全設計劃分AC電氣安全機械安全化學安全AC電氣安全機械安全等電位、絕緣防護、電氣隔離、接觸防護、高壓互鎖、短路保護、供電保護、故障檢測防水防塵、接觸式防護結構設計、接觸式連接結構設計燃、防腐蝕安全設計——等電位人體接觸防護降低整車外露可觸及的可導電部分任意兩點的壓差。在電池系統或整車端發生絕緣故障時，即使有故障電流流過外露可導電部分時，人體觸碰到任意兩點，兩點間基本維持等電位狀態，壓差小于人體安全電壓靜電防護靜電電量不大，但是電壓高，容易產生火花放電，若電池系統電芯漏液，火花可能引起電解液起火。等電位可以將靜電電荷收集并傳送到接地網上，從而消除和防止靜電危害。電磁干擾防護高壓系統故障時，較大的脈沖電流對周圍金屬物或導線形成電磁感應，敏感電子設備處于其中，可能導致數據丟失、系統崩潰。整車高壓設備外殼進行等電位連接后，保證了所有屏蔽和設備外殼之間良好的電氣連接，最大限度小電位差，有效降低EMC干擾帶來的損害。安全設計——等電位電池箱與車輛的地（車身作為殼體地）實現等電位，可采用地線連接，可以采用螺栓連接電池箱殼體上面的所有可接觸的導電金屬部件（比如蓋板、支架、水冷管等都必須與殼體是等電位連接的，可通過焊接、壓接、螺栓連接實現。壓接或螺栓連接時，接觸面不能進行噴漆或絕緣處理，否則接觸阻抗大，無法滿足等電位對阻抗的要求。等電位螺栓或線束截面積需大于等于電池系統中高壓導線截面積。安全設計——模組的絕緣設計安全設計——電氣隔離安全設計——電氣隔離安全設計——接觸防護附加字母ABCD簡要說明防止手背接近防止手指接近防止工具接近防止金屬線接近防護等級IPXX()含義直徑50mm的球形試具與危險部件必須保持足夠間隙直徑12mm，長80mm的鉸接試指與危險部件必須保持足夠間隙直徑2.5mm，長100mm的試具與危險部件必須保持足夠間隙直徑1mm，長100mm的試具與危險部件必須保持足夠間隙安全設計——接觸防護模組的防護高壓連接器的保護電連接件的保護安全設計——防水防塵字0202346/字水2防止當殼體在15°當外殼的各垂直6防短時間進水影浸入規定壓力的水中經規定時間響后外殼進水量不致達到7防持續潛水影響按生產廠和用戶雙方同意的條件（應比特征數字為7時嚴酷）持安全設計——防水防塵安全設計——防水防塵安全設計——防水防塵安全設計——防水防塵安全設計——防水防塵安全設計——安全設計——放到箱體A取新樣品放入鹽霧測試機中，測試溫度為35℃,測試時間為48H，每24H記錄一次。肉眼未發現表面腐蝕即為合格。安全設計——安全設計——焊接存在氣孔和虛焊等缺陷上下殼體密封失效殼體存在裂紋和殼體存在裂紋和砂眼等缺陷化學腐蝕密封條老化產生密封條老化產生裂紋料老化密封條密封失效密密封條密封失效密封條接觸壓力過小緊固件壓力過大，密封條產生永久變形緊固件松動接插件來料不良箱體密封失效緊固件松動接插件來料不良箱體密封失效接插件密封失效與與箱體裝配密封失效密封條接觸壓力防爆閥來料不良過小防爆閥來料不良防爆閥密封失效與箱體裝配密封失效安全設計——接觸式連接結構設計螺栓緊固焊接卡扣連接結構卡扣電氣快電氣快插連接安全設計——接觸式連接結構設計螺栓機械連接（模組固定、箱體固定等）:nxuxF2fxMxaDIN267性能等級(螺栓強度等級)規格6.98.8F(N)F(N)F(N)F(N)1,7002,2503,1503,8002,9003,9005,7506,700M54,8006,4009,40011,0006,7509,00013,20015,50012,40016,50024,30028,400M1228,80038,40056,50066,000安全設計——接觸式連接結構設計常見平墊尺寸規格外徑3.25-3.45.85-6.14.3-4.488.64-96.4-6.62常見平墊尺寸規格外徑3.25-3.45.85-6.14.3-4.488.64-96.4-6.6211.57-128.4-8.6215.57-16M1010.5-10.7719.48-20M1213-13.2723.48-24T2銅力學性能狀態拉伸強度伸長率維氏硬度熱軋R-軟M-1/8硬Y8215~27555~1001/2硬Y2245~34575~120硬Y安全設計——機械防呆防呆法采用一系列方法和或工具防止人為失防呆法會降低了對于人的主觀判斷的依賴，盡量實現制程的安全設計——顏色和