纯电动汽车电池包关键技术及优化方法

张澜

摘 要：近几年，环境污染的现象日益严重，在此种形势之下，电动汽车迎来了前所未有的发展机遇，因为新能源汽车几乎不产生有污染的尾气，所以它必将成为交通领域的新秀。在电动汽车的制造过程中电池的质量属于一项至关重要的技术，因为电池管理系统直接关乎汽车运行是否安全、合理与高效，本文主要对一种电池包的关键技术进行介绍，并提出一系列优化方法。

关键词：电池包；电动汽车；优化设计；电池；新能源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.057

1 电池包概述

电池包属于电动汽车的动力基础，其影响着整个电动汽车的整体性能以及安全性。就目前业内的电池包系统来看，电池包主要分为两大类型：其一就是集成电池箱，该种电池包根据电车的结构量体裁衣，将两者设计成一个整体，这样在结构和空间上实现最优化配置，还将电池的各种性能监控与管理功能设置在电车操作界面。另一种就是整车与电池兼容结构，该类型电池不考虑电车空间安置问题，而是将电车的某些结构部分直接设计成为电池。本文随机选取了一种电池包-32650圆柱形的结构化电池包，然后在结构设计、电池管理以及热管理等几个方面进行了结构设计上的优化，并进行了相应的验证分析。

2 电池包设计基本思路

（1）电池包系统基本设计要求。结合电池包的特点分析，电池包系统在设计时应尽量满足以下几点要求：首先，系统安全性必须要比较高，整体的结构强度要能满足一定的抗冲击能力，这样在遭受外力作用的时候才能不被破坏。其次，务必保障每个电池之间的单体隔离状态，当遇到突发状况时，能切断其与电池组之间的联系，这样既能自保也能保证不会因自身的问题而影响整个电池组。再者，还应具备一定的温度处理功能，科学研究表明电池的最佳工作温度在10 ℃～45℃范围内，为了保证电池组能拥有一个良好的工作环境，那么就应在电池包中增设温度控制功能。再者，还应具备灵活的组合功能，电池包内的电池都是通过并联或者串联的方式进行组合的，这些组合的方式会与电池包的安全性、运行情况以及稳定性有着密切关系，所以必须确保组合方式的灵活性。最后，那就是要尽量保证其安装便易性。目前的电池包多半是根据汽车结构进行专门设计的，这些都不利于电池包的通用性发展，所以必须对其结构进行优化。

（2）电池包系统设计基本思路。在进行电池包设计时应按照以下几个思路开展：首先，针对具体的某一类型电池，应当能根据其尺寸获取大量的基础信息，例如电池连接件、电池信息采集件以及电池外部保护件等详细的参数以及信息。其次，要综合的考虑电池的连接方式，应尽量保证最小结构能满足电池的连接问题，确保最小空间能源特性能够最优发挥。再者，电池包与电池管理系统应当融合为一体，这样更加有利于电池的高度集成化发展。最后，电池包还应当具备良好的散热和加热专用端口，这样更加有利于电池包的信息检测和电池保护。

3 结构化电池包模型

（1）实验概述以及实验对象选择。综合上文的描述，电池包在兼顾一下几个关键技术：优化电池选型及电池连接情况、细致化电池外部包括壳设计、优化电池管理系统结构设计。本文选取一种圆柱形电池作为研究对象，因为圆柱形电池具有体积小容量小的特点，整车的电池包采用串联和并联复合的连接方式，该种电池的可塑性比较强，所以以该种电池为基础元件对电池包进行分析研究，方式更加的灵活简易。另外串并综合的连接方式，使得电池包中的某一块电池的损坏几乎不会对整个电池包有影响，所以该种电池是比较理想的试验对象，本文主要以32650电池作为主要研究对象。

（2）实验模型建立。设计模型主要建立如下，首先将串并连接的电池头尾进行相拧串联连接，为了确保安装测量的便利性，可以适当的增加一系列的辅助稳定装置，并设计一套专用的保护壳。电池阵列用相应的绝缘丝带固定，电池阵列端部设置有专用的并联极板及绝缘端罩，确保其形成一个带内部纵向空间通道的结构化电池包，具体结构如下图所示。

（3）实验结果分析。为验证该模型结构的整体性能，现用有限元分析软件对该结构化电池包进行静态仿真分析。具体的对比数据如下表所示：

4 结束语

本文主要针对电动汽车的电池包进行了详细的分析介紹，并根据电池包的设计原理和思路，探究了一种新型结构的电池包优化方案，在对其进行仿真验证后发现了该种设计具有一定的参考价值，希望本文对相关领域的研究人员有所帮助。

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