探析纯电动汽车电池包结构设计及特性
4页1、探析纯电动汽车电池包结构设计及特性电池包属于大容量电池单体,它的工艺相当复杂,所以制造成本 高昂且安全性也存在隐患问题。电池包在结构设计方面追求构建独立 电源系统,利用小容量电芯串联或并联组合形成完整电池包结构,如 此可满足电动汽车的实际运行需求。1、电池包的基本结构框架设计 电池包的基本结构框架设计包含了电池串并联两种方式,基于电 池单体的连接方式会直接影响到电池的一致性、可靠性以及使用寿命上述两种电池包的串并联模型在单体故障发生概率方面是相同 的,而其中的电池包单体也相互独立。就以串并联数学模型为例,它 可考虑建立以下数学模型。在数学模型中,要分析系统可靠度,建立 集合,客观表示第 i 个单元的可靠度,而数学模型中 m 表示了并联电 池数,n表示了串联的电池数。结合上述计算,可分析串并联模块中 单个电池的损坏度,避免其影响其它电池单元的工作状态。考虑到电 池模块的容量会明显下降,因此需要做到设计合理,保证通过串并联 电池模块有效提高电池组运行安全可靠性,同时它对电池电压均衡也 具有相当促进作用。在对比不同串并联方式基础之上,应该考虑先并联后串联的电池 组,它的安全可靠性表现更好,且
2、在电池电压一致性表现上, BMS 计 算成本方面都是具有相当大的优势的。可采用先并联后串联的方式, 得出以下电池包基本结构框架。如上所述,电池包所采用的是分层设计模式,其中每 18 块电池 单体并联形成一套完整的电池模块,结合电池包电压需求进行组合, 再串联得出 24 个电池模块。电池模块的运行稳定性相当之高,但是 在设计过程中也要充分考量电池模块的绝缘性与对电池模块的稳定 固定。在设计电池包结构框架时,需要合理选择其电池单体布置方式, 因为电池模块尺寸与电池单元排布关系相对偏大,所以可采用并行排 列与错位排列两种方式。不过,错位排列会导致电池模块温差均匀性 表现较差,所以从散热与固定位置两点考虑,还应该选择并行排列方 式最为合理。2、电池包结构的成组设计分析电池包的结构设计遵循成组设计模式原则,这是因为在纯电动汽 车动力电池包中包含了多个电池模块的,电池模块在合理布局后可保 证电池包整体运行安全性。在进行电池模块布置过程中,需要保证电 池包中所有电池模块的使用状况相互统一一致,并保证电池模块之间 安全距离,合理控制电压差。一般来说,纯电动汽车的动力电池包中 应该排列了 24 个电池模
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