鋰電池包結構設計是指將多個電芯，電池保護板，電池輔料，電池連接件，電池盒外殼通過3D軟件繪圖設計出來，最終實現(xiàn)和想象中一樣的PACK電池包結構。鋰電池包的材料主要構成為正極、負極、電解質、隔膜以及外殼。鋰電池內(nèi)部構造和原理都是比較復雜的。今天，小編就來闡述一下鋰電池包設計需要遵循的一些要求。

鋰電池包設計需要遵循的一些要求：

(1)整車安裝條件

磷酸鐵鋰電池包的外觀尺寸應該滿足整車的尺寸要求,并且在鋰電池包和整車之間需要提供必要的機械連接界面和電氣連接界面。電池箱體的安裝位置應該避開車輛底盤上的運動部件,且盡可能靠上,同時需要考慮到電池維修時的方便性。安裝位置還需要考慮車輛的重心分布和整車載荷分布。例如將鋰電池包布置在車輛地板和后座位下部,可以有效利用中間通道和座位底下的空間,例如,Volt的T型電池。

(2)密封性/IP等級要求

磷酸鐵鋰電池包需具備一定的防水防塵能力,密封性/IP等級要求也隨著電池包在整車上安裝位置的不同而不同。密封的介質可以使鋰電池包本身的結構,也可以是借助整車的結構。如果電池包安裝在車輛的涉水區(qū)域,則要求密封等級要求較高,比如IP67。電池上、下蓋之間密封考慮使用密封膠或其他方式,接插件固定處也需要采取密封。通常,上蓋主要起密封防護作用,不是主要的結構支承部件,因此可以采用較薄的設計,而在上蓋翻邊上沖壓斷續(xù)半圓筋可以更好的提高與下蓋接觸面的強度和密封性。電池箱體的材料選擇一般可以考慮:焊接性、加工型、噴涂性、輕量化。國內(nèi)鋰電池包印象比較深的密封設計是存能電氣鋰電池包。

(3)熱管理要求

電池工作過程中會產(chǎn)生熱量,需要及時將這些熱量釋放出來,防止電池溫度過高造成熱失控。同時需要保證鋰電池包內(nèi)部的溫度均勻性、以及溫度梯度差異滿足一定的范圍要求。在電池箱體內(nèi)空間允許的情況下,模塊之間保留適當?shù)拈g隙,提供散熱空間。冷卻系統(tǒng)的散熱能力需要跟電池放熱特性相互匹配,并保留一定安全系數(shù)。采用風冷時,進出風口要防止水、塵的侵入,進風口一般設置到?jīng)]有其他熱源的地方。

(4)防撞減震要求

車輛行駛過程中會有顛簸,還可能有沖擊、碰撞或撞擊等情況發(fā)生,鋰電池需要能夠對這些情況具有防護能力。在車輛發(fā)生碰撞的時候,電池箱體需要滿足以下要求:

a.鋰電池及其部件不得穿入車輛乘客艙內(nèi),電池箱體不應該發(fā)生移動；

b.鋰電池箱內(nèi)部電池模塊或單體電池、及其他部件不能從箱體上脫落、甩出；

c.碰撞時,電池系統(tǒng)能夠切斷高壓電路；

d.碰撞時,鋰電池箱體需要提供足夠的強度來保護電池箱內(nèi)的電池、電子部件不受損。

(5)電氣絕緣要求

電動汽車一般都屬于高壓范疇,需要考慮鋰電池組與電池箱體、電池箱體與車身之間的絕緣。例如,常見的一些設計考慮因素包括:

a.電池的兩極、兩極與電池箱體的必須滿足一定的最小距離,例如10mm以上,防止擊穿放電；

b.鋰電池組體整體采用整體電泳,內(nèi)部絕緣涂層或加裝其他絕緣裝置；

c.絕緣等級一般至少滿足100或500V/Ω；

d.高壓系統(tǒng)要采用“浮地”。

這里簡單聊了一下鋰電池包的設計元素,在具體實施設計時,要需要對每一個元素進行更加深入的研究。在各種標準中,都散落著對電池包的各方面的很多要求,譬如,電池國標里面就包含著對電池設計的直接的要求,例如GB/T18384.1/2/3-2015,GB/T31467.3-2015,GB/T31486-2015,GB/T31498-2015,GB20071-2006等等,這里還不包括國外、國際的各種標準。對于一個電池設計工程師而言,研究國內(nèi)外各種標準是十分重要的環(huán)節(jié)。

鋰電池包PACK設計需要注意的4個注意事項：

a.鋰電池PACK防水,防水等級達到IP68；

b.維持鋰電池包內(nèi)外氣壓平衡，因為電池包在充放電過程中溫度會有變化，所以導致電池包內(nèi)氣壓變化，而PUW防爆閥能夠透氣的同時又不漏水，所以能夠保持包內(nèi)氣壓一直和外界一樣；

c.防爆。鋰電池包一旦出現(xiàn)熱失控，電池包內(nèi)氣壓急劇升高，這時候電池包就有爆炸的危險，所以PUW防爆閥就成了突破口，能夠及時快速泄壓。

d.在PACK鋰電池組的組合中，除了鋰電池組的安全性可靠性防護等級的控制，制冷制熱方面，尤其是要注意電池連接的方法，要考慮BMS測量的精度問題，這個問題普遍存在，忽略了壓降對測試影響，從而造成電池組的均衡能力。

磷酸鐵鋰電池包的設計資料就是小編以上所講的這些了，算比較全面，鋰電池包內(nèi)部結構設計非常復雜，需要考慮各個因素，所以設計電池包的時候一定要注意以上事項，進行合理的結構設計。