電動汽車動力鋰離子電池包設(shè)計要求

在純電動汽車項目前期架構(gòu)開發(fā)中，如何合理布置集成動力鋰離子電池包是至關(guān)重要的，具體工作要素，重要涉及離地間隙、通過性、碰撞安全和電量需求等幾個方面，以下將分別介紹。

1.電池的離地間隙要求

在電池下表面有結(jié)構(gòu)件保護的情況下，同時也要滿足以下條件：最大上跳的狀態(tài)下，電池距離地面要保證一定的間隙；滿載狀態(tài)下保證具有競爭性的離地間隙；電池RESS在正向要有保護；電池RESS布置不得低于周邊車身結(jié)構(gòu)的最低面。

2.乘員艙人機布置對電池Z向尺寸的限制

某電動汽車項目人機布置可以看出，在Z向緯度上共有9個工程指標(biāo)要考慮，具體為乘員H點到地面的距離H5、乘員的坐高H30、頭部空間H61、腳踵點到地面的距離H8、電池包Z向厚度、電池包離地間隙、車高H100、鋰離子電池包上表面到地板上表面的距離以及地毯和隔音棉的厚度。由此根據(jù)造型要求限定了車身的高度，依據(jù)人機布置要求，可以推出電池包的Z向尺寸限制面。

3.潰縮空間對電池Y向尺寸的限制

由于電池的工作電壓一般為大于300?V的高壓電，加上電池單體里的電解液具有高腐蝕性，因此鋰離子電池包在整車布置時要設(shè)置合理的安全潰縮間隙，其中側(cè)向碰撞工況尤為苛刻。具體車型要通過CAE迭代分析手段，得出合理的電池到門檻板側(cè)向潰縮距離設(shè)計。

4.整車載荷傳遞路徑對電池包設(shè)計的限制

整車載荷傳遞路徑可以大致分解為：前艙載荷路徑、前中地板載荷傳遞和后地板載荷路徑。由于未來的鋰離子電池包布置方法基本都在地板下方平鋪，所以前中地板載荷傳遞路徑設(shè)計與電池包的結(jié)構(gòu)方法息息相關(guān)。

經(jīng)過拓?fù)鋬?yōu)化，關(guān)于地板下方的載荷傳遞，重要是通過布置電池側(cè)面的縱梁延伸梁及電池前方的1.5號梁來完成，具體如圖8所示，圖中紫色縱向梁通過三角形結(jié)構(gòu)及1.5號梁與前艙縱梁連接，進行正面碰撞的載荷傳遞；同時電池框架也應(yīng)作為載荷傳遞路徑與車身載荷路徑一起配合；電池包內(nèi)部的梁結(jié)構(gòu)應(yīng)與車身2/3/4號梁、中央通道梁位置保持一致。

5.續(xù)航里程關(guān)于電量的需求

對同樣的電池單元模組，續(xù)航里程和電池的能量密度及容量有關(guān)，而電池的容量參數(shù)又是由其內(nèi)部電芯單體串并聯(lián)的數(shù)量和方式所決定的，最終會導(dǎo)致動力鋰離子電池包整體形狀和大小的變化。表2詳細(xì)列舉了不同供應(yīng)商電池包在相同續(xù)航里程目標(biāo)要求下，由于單體和模組的能量密度及串并聯(lián)方式的不同，導(dǎo)致電量及電池包尺寸的差異化。

6.電池包安裝接口要求

動力鋰離子電池包在整車上的安裝方式直接影響其模態(tài)和強度，一般在電池包四周每隔一段距離要布置一個安裝點，假如整體電池包長度大于2mm，建議在中間位置新增吊掛點改善模態(tài)。