汽车动力电池包结构安全设计研究(附件)【字数：8810】
摘 要随着社会的发展，能源与环境问题越来越严重。人们对电池的电力，经济性和安全性的要求也是越来越高，而电池部分也是电动汽车的关键技术之一。而在本词的设计中，为了设计的需要购买松下三洋购置的18650锂离子电池来研究电池组结构。本设计首先从电池管理系统的合理性和实用性出发，详细介绍了电池串并联处理的设计过程，包括电池串并联的排布和相关技术的点焊处理和结构;其次，车载电池组可承受振动的冲击，因此单体电池，蓄电池，电池管理芯片均设计相应的固定结构，这些也都被固定安装在结构体当中，都可以有效的加强电池组的结构体的稳定性;最后，考虑到在使用时会产生大量的热量从大量的单电池组成的电池组，设计完整的冷却系统，电池不能使用，由于高温损坏的性能，以确保服务生活。在本文中，对几种不同的设计方案进行了比较和讨论。我们也为设计了特殊的结构来包装电池组，用来保证电池组的密封性，可以有效的阻止外界的水分和灰尘进入电池组造成侵蚀。本设计也为了不影响电池组的性能而考虑了电池组最终的重量。另外，还有很多地方采用螺丝，螺栓组装，所以螺丝螺栓的设计也一致，从而方便组装，使最终的电池组也具有一定的实用性。
目录
第一章 绪论 5
1.1 选题背景和意义 5
1.2 车用电池的发展状况 5
1.3电池成组技术发展现状 6
1.4 本文研究内容 7
第二章 电池包结构设计 9
2.1 电池的串联并联设计 9
2.1.1 18650型锂离子电池的选用及工作原理介绍 9
2.1.2 锂离子电池串联并联的设计 9
2.2 电池单元结构的设计 11
2.2.1 电池单体排列 11
2.2.2 电池单体保持架 12
2.2.3 电池单体导电连接片 12
2.2.4 电池单元固定架 13
2.2.5 电池单元装配 16
第三章 电池组结构设计 16
3.1电池组排列布置16
3.2箱体设计17
3.2.1 箱体结构设计 .17
3.3 电池包散热结构设计 23
3.3.1 散热风道结构设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
计23
3.3.2 排气导流槽的结构设计25
第四章 总结与展望 .27
4.1总结 27
4.2展望 28
致谢...........................................................................................................29
参考文献...................................................................................................30
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
目前，国内许多城市大范围大气污染以及雾霾问题已经引起社会各界的关注。例如南京市2013 年12 月5 日严重雾霾天气很大程度上影响了群众的出行和生活，导致这些问题的原因之一是传统内燃机汽车不合格尾气的排放。相较而言，纯电动汽车零排放特点凸显出其巨大的发展空间。
能源短缺、环境污染和气候变化是人类社会发展中的三大难题，“电池这个行业有一个特点，入门的门槛很低，甚至有一点钱都可以做电池。但是，纯电动汽车的动力电池门槛却非常高，需要较高的技术含量。”宁德时代总裁黄世霖如是说。目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆[1]。汽车行业的发展加速了环境污染和能源需求增长。根据相关统计数据，近几年来大气污染中73.5%的碳氢化合物、63.4%的一氧化碳和46%的氮氧化合物来自于汽车尾气。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。
目前，我国已将发展电动汽车作为国家能源战略的重要方向，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。根据最近制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（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]。
随着车辆电驱技术的日渐成熟，发展电动汽车被认为是解决能源和环境问题的重要途径。各国政府纷纷研究制定了符合各自国情的电动汽车发展战略和技术路线。
动力电池作为电动汽车的动力源，如何管理和监控使电池安全使用的同时提高电池使用寿命是电动汽车的关键技术之一。动力型锂电池以其他电池无法比拟的优越性成为目前最适合作为纯电动汽车动力源的能量载体。
1.2 车用电池的发展状况
2016年，在国家政策的大力支持下，新能源汽车得到了广泛的推广和应用，这也就使得中国车用动力电池需求急剧增长。像国内动力电池企业例如力神、中航锂电、国轩高科、比亚迪等企业为代表，都开始了寻找想的方向，自主研发新的产品及在原有的基础上进行改进，产能和产品质量均得到明显提升，但因为越来越多的企业都意识到了这点，行业之间的竞争也愈加激烈，在彼此的竞争下共同进步。在目前的大环境下，很多的国际动力电池企业都渐渐地向中国市场转移，这样也给国内汽车动力电池企业带来了巨大的压力，同时也加强了行业之间的竞争力，因此，国内车用动力电池企业在技术研发及产业化进展上有待提高。
目前，我国已形成了包括关键原材料（正极、负极、隔膜、电解液等）、动力电池、系统集成、示范应用、回收利用、生产装备、基础研发等在内的完善的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，生产线逐步从半自动中试向全自动大规模制造技术过渡。
表11锂离子电池的主要优点与缺点
优点
缺点
循环使用寿命长
工作温度范围广
使用寿命长，要求5—10 年
低自放电率
快充电能力
高倍率部分荷电状态下的循环使用
高容量和能量效率
高能量密度
可以有较多化学体系供涉及选择，显示灵活性
可以在铝塑膜壳体内制成所谓袋式或聚合物电池
电池成本经济成本
需要保护电路
过充电时，可能会出现损失或者温度散热失控
电池在内部短路、电池外壳损坏的情况下，很容易引发燃烧、爆炸等安全事故。
受温度的影响较大，可能变得不安全
目录
第一章 绪论 5
1.1 选题背景和意义 5
1.2 车用电池的发展状况 5
1.3电池成组技术发展现状 6
1.4 本文研究内容 7
第二章 电池包结构设计 9
2.1 电池的串联并联设计 9
2.1.1 18650型锂离子电池的选用及工作原理介绍 9
2.1.2 锂离子电池串联并联的设计 9
2.2 电池单元结构的设计 11
2.2.1 电池单体排列 11
2.2.2 电池单体保持架 12
2.2.3 电池单体导电连接片 12
2.2.4 电池单元固定架 13
2.2.5 电池单元装配 16
第三章 电池组结构设计 16
3.1电池组排列布置16
3.2箱体设计17
3.2.1 箱体结构设计 .17
3.3 电池包散热结构设计 23
3.3.1 散热风道结构设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
计23
3.3.2 排气导流槽的结构设计25
第四章 总结与展望 .27
4.1总结 27
4.2展望 28
致谢...........................................................................................................29
参考文献...................................................................................................30
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
目前，国内许多城市大范围大气污染以及雾霾问题已经引起社会各界的关注。例如南京市2013 年12 月5 日严重雾霾天气很大程度上影响了群众的出行和生活，导致这些问题的原因之一是传统内燃机汽车不合格尾气的排放。相较而言，纯电动汽车零排放特点凸显出其巨大的发展空间。
能源短缺、环境污染和气候变化是人类社会发展中的三大难题，“电池这个行业有一个特点，入门的门槛很低，甚至有一点钱都可以做电池。但是，纯电动汽车的动力电池门槛却非常高，需要较高的技术含量。”宁德时代总裁黄世霖如是说。目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆[1]。汽车行业的发展加速了环境污染和能源需求增长。根据相关统计数据，近几年来大气污染中73.5%的碳氢化合物、63.4%的一氧化碳和46%的氮氧化合物来自于汽车尾气。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。
目前，我国已将发展电动汽车作为国家能源战略的重要方向，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。根据最近制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（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]。
随着车辆电驱技术的日渐成熟，发展电动汽车被认为是解决能源和环境问题的重要途径。各国政府纷纷研究制定了符合各自国情的电动汽车发展战略和技术路线。
动力电池作为电动汽车的动力源，如何管理和监控使电池安全使用的同时提高电池使用寿命是电动汽车的关键技术之一。动力型锂电池以其他电池无法比拟的优越性成为目前最适合作为纯电动汽车动力源的能量载体。
1.2 车用电池的发展状况
2016年，在国家政策的大力支持下，新能源汽车得到了广泛的推广和应用，这也就使得中国车用动力电池需求急剧增长。像国内动力电池企业例如力神、中航锂电、国轩高科、比亚迪等企业为代表，都开始了寻找想的方向，自主研发新的产品及在原有的基础上进行改进，产能和产品质量均得到明显提升，但因为越来越多的企业都意识到了这点，行业之间的竞争也愈加激烈，在彼此的竞争下共同进步。在目前的大环境下，很多的国际动力电池企业都渐渐地向中国市场转移，这样也给国内汽车动力电池企业带来了巨大的压力，同时也加强了行业之间的竞争力，因此，国内车用动力电池企业在技术研发及产业化进展上有待提高。
目前，我国已形成了包括关键原材料（正极、负极、隔膜、电解液等）、动力电池、系统集成、示范应用、回收利用、生产装备、基础研发等在内的完善的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，生产线逐步从半自动中试向全自动大规模制造技术过渡。
表11锂离子电池的主要优点与缺点
优点
缺点
循环使用寿命长
工作温度范围广
使用寿命长，要求5—10 年
低自放电率
快充电能力
高倍率部分荷电状态下的循环使用
高容量和能量效率
高能量密度
可以有较多化学体系供涉及选择，显示灵活性
可以在铝塑膜壳体内制成所谓袋式或聚合物电池
电池成本经济成本
需要保护电路
过充电时，可能会出现损失或者温度散热失控
电池在内部短路、电池外壳损坏的情况下，很容易引发燃烧、爆炸等安全事故。
受温度的影响较大，可能变得不安全
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