论文总字数：17248字

摘 要

在考虑了多种因素之后，电池包的构成被分为三层：第一层是电池单体，第二层为电池模块，第三层为电池组。最终电池组组合成为电池包。成组过程中，为单体电池设计了保持架、绝缘盖、并联导电片等结构，最终使用U型固定装置将电池组固定。使用了并行风冷的结构，提高了电池包的散热效果。对构成电池包的各个零件进行了材料工艺分析，保证其满足设计要求。最后还为电池管理系统安装了必要的硬件设施，为电池管理系统的正常运行提供了保障

关键词：单体电池；结构创新；简化设计；并行风冷；材料分析

Optimization design of power battery pack structure for pure electric vehicle

02012210 Yu Fang

Supervised by Nan Chen

Abstract： The Panasonic 18650 type Li ion battery based on is designed to be a series of battery package structure. we aimed to improve the original cell structure in the laboratory and simplify installation of the battery pack. the optimizing design of the cooling mode.

After considering various factors, the composition of the battery pack is divided into three layers: the first layer is the battery monomer, the second layer is the battery cell, and the third layer is the battery pack. The final battery pack is eight battery packs. In the process, the structure of the holding frame, the insulation cover and the parallel conducting plate are designed for the single battery, and the battery pack is fixed by the U type fixing device. The structure of parallel air cooling is used to improve the heat dissipation effect of the battery pack. The material process analysis for each part of the battery pack is made to ensure that it meets the design requirements. Finally, the battery management system installed the necessary hardware facilities, to provide a guarantee for the normal operation of the battery management system

Key words: Single cell; structural innovation; simplified design; parallel air cooling; material analysis

目录

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 动力电池组的发展现状简介 1

1.3 本文主要研究内容 4

第二章 纯电动汽车动力电池包机械结构分析与设计 6

2.1 电池包机械结构设计的基本要求 6

2.2 单体电池串并联设计 7

2.3 电池模组结构设计 8

2.4 电池组结构设计 11

2.5 电池包的结构设计 15

2.6 电池包箱体的设计 18

2.7 箱体整体展示 20

2.8 本章总结 20

第三章 纯电动汽车动力电池包结构材料与工艺 21

3.1 电池组 21

3.2 电池组固定架和箱体 22

3.3 本章总结 23

第四章 电池包管理系统元器件 24

4.1 主监测芯片 24

4.2 电流与温度检测 25

4.3 继电器和保险盒 25

4.4 总结 26

第五章 总结 27

致谢 28

参考文献 29

纯电动汽车动力电池结构优化设计

绪论

1.1 引言

当今社会，随着汽车工业的不断发展，传统的以化石能源为动力的内燃机汽车面临的问题也越来越多：首先是汽车保有量的增加，使得汽车尾气排放量日益增长，所带来的环境污染问题也愈加严重。各国纷纷出台政策限制大排量汽车进入市场，各大汽车厂商也投入了大量的人力物力进行汽车尾气处理的研究，然而化石能源的本质使得内燃机汽车总会对环境造成污染^[1]。再者，化石能源作为不可再生资源，总会有用完的一天，而且化石能源的价格受国际形势影响很大，所以内燃机汽车迟早会面临无油可用的境地。

针对以上问题，世界各国纷纷推动交通能源转型，将电动汽车作为解决这些问题的重要措施。世界上各大汽车制造商也加大了电动汽车的研发力度和产业化力度。日产聆风，雪弗兰沃兰达，丰田普锐斯，特斯拉Model s，宝马i3等车型先后上市，并取得了一定的市场份额。据德国太阳能和氢燃料研发中心ZSW发布的数据显示，电动及混合动力车型销售量已经接近100万辆^[2]。国内各汽车厂商也已经意识到电动汽车的重要性，北汽、比亚迪、上汽、奇瑞以及众泰等先后推出各自的电动汽车，并初具规模，而且在国家政策的扶持下，获得了长足的发展与进步^[1]。

作为电动汽车的动力源，锂离子电池组为汽车电机及其辅助动力系统提供着能源。电动汽车的动力电池结构的设计与开发是保证电池组能够适应电动汽车并保证其功能的重要组成部分。作为整车的唯一动力来源，电池组的重要性不言而喻。而能够保证电池组正常工作的结构设计，就成为了许多电动汽车制造商的研究重点。

本院车辆工程系也对电动汽车的电池包做了大量的设计工作，由于种种原因，实验室中现有的以松下NCR18650PF锂离子电池为单体的电池组还存在着一些不足。本次设计仍以此电池为基本单体，通过合理的串并联方式，对原有结构进行改进，形成了从单体到电池模组，再到多层次电池组系统的模块化设计，简化了原有安装方式，并进行了散热改进。

1.2 动力电池组的发展现状简介

1.2.1 车用锂离子动力电池研究情况

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳．常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流。第一代正式可用于商业化的锂离子电池由索尼公司于1992年推出，它的诞生使得笔记本电脑、随身听、数码相机等电子产品的体积大为减小，提高了此类产品的便携性^[3]。

在此之前，汽车使用的电池多为铅酸电池，此类电池由于技术成熟，成本低廉而被广泛应用。但其比能量低，循环使用寿命短，所以并不是纯电动汽车的理想动力源。在索尼实现了锂离子电池的商业化后，纯电动汽车的动力源便选定了锂离子电池。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：17248字