纯电动汽车动力电池组箱体改进设计

论文总字数：26247字

摘 要

本文主要研究了一种拼装式模块化的电池组设计方案，该电池组包括若干由电池单体、固定支架和导电片组成的电池模块。本文完成了电池模块的结构设计，模块纵向方向上设有的使相邻两个电池模块串联连接的导电连接片以及使电池模块定位压紧的机械连接装置，包括纵向连接杆和锁紧偏心轮的结构设计，模块横向方向上设有的使相邻两个电池模块并联或串联连接的导电片的设计方式以及使电池模块定位压紧的机械连接装置，包括燕尾形导轨副和横向连接杆的结构设计。同时还设计了一种电池组封装的方式，包括一种插接式电力输出接口的结构设计，电池组与电池箱体连接，包括电池组箱体底板矩形组合导轨的结构设计和减振方案设计。本文所研究的模块化电池组设计方案可以使电池组实现模块化的生产模式，电池模块之间只需要简单的拼接就可以组成所要求的电池组，与传统的点焊工艺连接相比，减少了电池组的加工制作时间和工序，同时在电池组需要检测和维修时也使得电池组的拆卸工作变得简便易行，提高了生产效率。

关键词：电池模块 模块化 拼装 结构设计

IMPROVED DESIGN OF POWER BATTRTY PACK AND BOX

FOR PURE ELECTRIC VEHICLES

Qiaoyu Li

Supervised by Nan Chen

Abstract

This thesis aims to give a design plan of a kind of assembly-type modularized power battery pack, including several battery modules which are consisted of battery cells, fixed support and conductive plates. The main works in this paper are as follow: the structure design of the battery module, the structure design of the conductive plate which connects the adjacent battery modules in series in vertical direction and the connecting mechanical device which compresses and positions the battery modules, including vertical connecting rod and compressing eccentric wheel, the structure design of the conductive plate which connects the adjacent battery modules in series or in parallel in horizontal direction and the connecting mechanical device which compresses and positions the battery modules, including dovetail guiderail pairs and horizontal connecting rod. Otherwise, a kind of method of the package to the battery pack, including the structure design of a plug-in type power output interface and the structure design of the connection between the battery pack and the battery box, which includes the structure design of rectangular guiderail at the bottom plate of the box and the vibration absorption design. The design of the modularized battery pack in this thesis will realize the modularized production mode of battery pack. The desired battery pack can be formed by simple assembly among the battery modules. Compared with the traditional spot welding, the modularized battery pack simplifies the processing, assembly and disassembly, which reduces the work hours and improves the efficiency.

KEY WORDS: Battery Module, Modularize, Assembly, Structure Design

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2动力电池组箱体的功能要求 1

1.3电池组的模块化设计思想 2

1.4本文研究目的与内容 3

第二章 电池模块的设计 4

2.1电池单体选择 4

2.2电池单体连接方式 4

2.3电池模块材料选择 6

2.3.1电池模块固定支架材料选择 6

2.3.2导电片材料的选择 7

2.4电池模块结构设计 7

第三章 电池组电气连接设计 10

3.1电气连接方案设计 10

3.2电池模块纵向连接电器元件设计 10

3.2.1负极片的设计 10

3.2.2正极片的设计 11

3.2.3连接片的设计 11

3.3电池模块横向并联电器元件设计 12

3.3.1横向并联连接导电片方案设计 12

3.3.2横向并联导电接触片压紧力计算 13

3.3.3横向并联导电接触片结构设计 13

3.4电池模块横向串联电器元件设计 14

第四章 电池组机械连接设计 16

4.1电池模块纵向连接机械结构设计 16

4.1.1压紧机构的选择 16

4.1.2纵向连接装置机械结构设计 17

4.1.3纵向连接装置装配方式 20

4.2电池模块横向连接机械结构设计 20

4.2.1燕尾形导轨副的设计 20

4.2.2横向限位杆的设计 22

第五章 电池组箱体设计 24

5.1电力输出方式设计 24

5.1.1传统动力电池箱电力输出方式 24

5.1.2动力电池箱电力输出方式设计 24

5.2电池组与箱体底板连接设计 26

5.2.1箱体底板导轨副设计与校核 26

5.2.2矩形组合导轨副减震设计 27

5.2.3电池组前后挡板设计 28

5.3电池组箱体的外壳设计 29

5.4电池组箱体整体装配 29

第六章 总结 30

致 谢 31

参考文献（References） 32

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