某纯电动汽车电池包安装点结构设计
新能源汽车电池包装配方案的研究
新能源汽车电池包装配方案的研究由于新能源汽车的结构和类型差异较大，作为新能源汽车核心的电池组结构也存在明显差异，这对整车生产线的装配工艺有一定的影响。
文章通过对新能源汽车电池组常见结构的梳理和总结，根据不同结构电池组的特点，分别优化了装配策略和定位方案。
同时，简要介绍了必要的加工设备，对电池组的设计和装配过程有較大的参考价值。
标签：新能源汽车：电池包；装配策略一、新能源汽车常见结构分类（一）油电混合动力汽车油电混合动力汽车是一种同时具有两种动力来源的汽车，一种是热动力来源，另一种是动力来源。
在混合动力汽车中使用电机，可以根据不同工况（如起动、加速、减速等）由电机驱动，使发动机始终保持在最佳综合性能工况，以达到降低油耗和减排的目的。
（二）插电混合动力汽车插电式混合动力汽车是同时拥有两种能源的汽车———热能（汽油发动机和油箱）和电力（马达和电池组）。
插电式混合动力车与油电混合动力车的主要区别在于：一是该电机可自行直接驱动，电池容量大于油电混合动力汽车。
电池组+电机在纯电动模式下运行一定里程。
二是车身装有充电插座，电池组通过外部电源获取电能并储存在电池组中。
两套系统可以同时协调工作，也可以独立工作驱动车辆，并且根据不同的日常运行情况，两套电力系统也需要相互切换工作。
由于需要考虑这两个动力系统，车辆的零部件比汽油车多，车辆布局更紧凑。
（三）纯电动汽车纯电动汽车具有零排放、运行平稳、结构简单的特点，相较于上述两款新能源汽车有所区别，只有一个功率输出系统，即电池组+电机功率模式驱动整车，电池组通过外部充电插座补充电能，并存储在电能中。
在电池组中，必要时由电机控制器控制，由电机输出机械能驱动车轮。
为了满足汽车的日常驾驶需求，电池容量应该足够大，并且使用高能量的锂电池在纯电动模式下实现长距离行驶，如果在行驶过程中电池电量消耗大，汽车就不能继续行驶。
由于纯电动汽车只有一个动力系统，布局空间比较充足，但考虑到电池组的体积较大，经常放置在车身底板下面。
电动汽车电池箱结构设计分析
电动汽车电池箱结构设计分析电动汽车电池箱结构设计分析摘要：⽬前⽽⾔，寰球不能再⽣资源逐步⼲枯，环境净化问题⽇趋严重，“更平安、更节能、更环保”成为当今世界汽车⼯业展开的重要技术⽬标。
传统的化⽯能源的燃烧对环境的污染较为严重，纯电动汽车具有⾼效能，噪声低，零排放等⼀系列优点，正好满⾜了现在⼈们对能源的要求，更是解决化⽯燃料对环境污染的问题，收到了全球各国的关注与重视。
所以，从保护环境、节约能源、减少污染物排放量等诸多⽅⾯，以环保动⼒源做为汽车动⼒源替代化⽯能源是社会可持续发展的必然发展，在近些年来也成为全球共同关注的话题。
因此，在我国发展纯电动汽车的意义重⼤，更是长远的发展战略考虑。
关键词:能源，环保，电动汽车。
The design of the pure electric vehicle battery boxAbstract:At present, the gradual depletion of the global non renewable energy, environmental pollution is becoming increasingly serious, "more secure, more energy saving, more environmentally friendly" has become the world's main technical direction of the development of the world's auto industry. Traditional fossil fuel combustion on the environment pollution is more serious, pure electric vehicles with high efficiency, low noise, zero emissions, and a series of advantages, just to meet now people's demand for energy, fossil fuels on the environment pollution problem solving, received a concern and attention of world each country.So, from environmental protection, energy conservation, reduction of pollutant emissions and many other aspects, to environmental protection power source do for automobile power source to replace fossil energy is the inevitable development of social sustainable development, in recent years has become a topic of common concern in the world. Therefore, the development of pure electric vehicles in China is of great significance, but also a long-term development strategy to consider.Keywords:.Energy,Environmental Protection, Electric Vehicle.⽬录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)⽬录 (Ⅲ)1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2本⽂研究内容 (1)1.3电动汽车蓄电池箱国内外现状 (2)2电动汽车底盘布置⽅案 (5)2.1引⾔ (5)2.2电动汽车整车性能要求及技术路线 (5)2.2.1电动汽车性能要求 (5)2.2.2技术⽅案 (5)2.3车辆操纵稳定性影响因素分析 (6)2.3.1改装电动汽车结构因素的改变 (6)2.3.2结构因素对操纵稳定性影响分析初探 (7)2.4底盘布置⽅案设计 (9)3 电池箱结构设计与初步分析 (13)3.1电动汽车整车性能计算 (13)3.2动⼒电池箱结构设计 (14)3.3动⼒电池箱静态结构分析 (19)3.4整车参数变化 (21)4总结 (24)4.1全⽂总结 (24)参考⽂献 (25)致谢 (26)1绪论1．1 研究背景在经济发展的带动下，汽车保有量在持续增加。
电动汽车电池包结构及改进设计分析
电动汽车电池包结构及改进设计分析摘要：本文对电动汽车电池包结构设计基本要求进行分析的基础上，提出电动汽车电池包结构设计改进措施。
讨论中：对电池包内部电池单体布置方式的选择、集流片以及导电铜极柱的设计流片的设计进行了阐释，提出传感器的选择与固定、电池模块外围单元设计，保障电池包内部结构阻燃性；通过对电池模块的装配的设计优化，保障电池包内部结构合理性。
关键词：电动汽车；电池包结构；结构设计；改进分析引言：电池包是机电一体化的产物，特别是汽车用电动车电池，在充放电过程中，因其受到地面的刺激，会产生大量的热量。
据此，在纯电动汽车机械结构设计过程中，电池组的结构设计较为重要。
本文基于电动汽车电池包结构设计原则，在设计出95 W· H/kg电池能源指标的基础上，对具体结构进行改进与优化。
1电动汽车电池包结构设计的基本要求1.1绝缘性电动汽车电池输出电压为120 V，其输出电压高于人体安全电压，据此，设计中应充分考虑蓄电池组与电池包、电池包与汽车间的绝缘问题。
1.2减振防撞能力电动汽车行驶过程中会因路面及其他因素产生颠簸，因此在设计过程中应充分考虑电池包整体减振性、防撞能力，在设计过程中应充分满足汽车振动、侧翻、防撞等基本条件。
1.3散热能力散热能力是电动汽车电池包结构设计的重要组成部分，电池放电过程中会产生大量热量，如电池包整体设计无法满足电池包温度上升要求，势必会存在一定安全影响。
1.4满足整车的安装条件电池的最大外形应符合汽车装置的要求，在机械设计要求得到满足后，对电池组最终比能应给予充分考虑。
商业化电池的比能可达240 W· H/kg，但以串并联方式其比能会急剧下降。
因此，在设计过程中，应将比能量作为电池组参数进行优化。
2电池包结构改进设计2.1电池模块设计与加工电池模块是电池组件的基本单元，此次改进设计涉及ncrl8650pf电池，集流片，电池基座，导电铜柱和温度传感器。
改进过程中，充分考虑蓄电池模块绝缘和固定问题。
新能源汽车动力电池系统结构设计
新能源汽车动力电池系统结构设计汽车是现代人类不可缺少的交通工具之一，随着石油资源的枯竭与地球环境的恶化，世界各国都在大力发展节能、无污染和噪音低的新能源汽车。
近年来，在国家政策的大力扶持下，我国新能源汽车行业己经步入高速发展阶段，技术和市场成熟度不断提高、关键零部件配套能力也得到大幅提升，行业整体发展繁荣。
动力电池系统作为一个独立的零部件安装在电动汽车上，为整车提供动力。
在进行结构设计时，首先需要满足基本功能和机械安全; 当前主流的电动汽车使用的锂电池作为动力电池，在设计过程中还需要考虑电气安全、化学安全、电磁兼容、防火防爆、防水防尘等等。
动力电池系统结构的总体设计需要满足以下要求：(1) 机械结构设计的通用要求。
基于整车坐标系进行开发，以利于产品开发过程中的数据校核。
(2) 机械强度和刚度。
安装和加强部位防止出现疲劳失效，在极限工况条件下，电池系统各部分不得发生破坏和失效。
(3) 机械振动和冲击。
测试对象按GB/T 2423.43的要求，在z轴方向冲击3次，观察2h,要求电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。
试验后的绝缘电阻值不小于100Q /V。
(4) 碰撞。
将测试对象水平安装在带有支架的台车上，按GB/T*****3T2015 要求进行测试.(5) 挤压。
在X和丫方向分别用半径75mm的半圆柱体，挤压力达到200 kN或挤压变形量达到挤压方向的整体尺寸的30%时停止挤压，电池包或系统无着火、爆炸等现象。
(6) 密封防护需要满足IP67要求。
(7) 底部抗石击、球击和穿刺性能。
(8) 防腐、防爆性能。
(9) 外部标识清晰。
(10) 在满足以上要求时尽量轻量化设计。
动力电池系统是由很多的零部件组成，包括电芯模组部分、箱体部分、电池管理及线束部分、高压电气及电连接部分、加热及冷却的热管理部分等。
其中电池管理及线束部分、高压电气及电连接部分、加热及冷却的热管理部分由于涉及到电子、电气及热力学等较强的专业方面的知识，本文不做详细的讨论。
电池包电气线束设计
1.电池系统概述：汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。
线束是指由铜材冲制而成的接触件端子(连接器)与电线电缆压接后，外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等，以线束捆扎形成连接电路的组件。
线束产业链包括电线电缆、连接器、加工设备、线束制造和下游应用产业，线束应用非常广泛，可用在汽车、家用电器、计算机和通讯设备、各种电子仪器仪表等方面，车身线束连接整个车身，大体形状呈H形。
电池系统作为电动汽车的储能单元，为了提供汽车所需的数百伏高压，通常需要将数十到数百个电池单体串联使用。
如何将数量众多的电池单体集成为满足车用要求的电池组，是电池组集成技术研究的主要问题。
随着电动汽车技术的发展，电池组集成技术已经成为新兴的研究热点。
电池组集成技术对于提高电池工作效率、延长使用寿命和提高安全性等方面均具有重要意义。
2.电池包的设计需满足以下要求：(1)满足整车安装条件，包括尺寸、安装接口等；(2)电池箱体与电池模块之间的绝缘，电池箱体与整车之间绝缘；(3)防水、防尘满足IP54或以上要求；(4)减少电池包内部使电池产生自放电的可能性；(5)各种接口（通信、电气、维护、机械）等完全、合理；(6)模块在电池箱体内的固定、电池包在整车上的固定满足振动、侧翻、碰撞等要求；(7)温度场设计合理，要求电池箱体内部电池温差不超过5℃；(8)禁止有害或危险性气体在电池包内累积，更不能进入乘客舱；(9)部分应用（纯电动车）要求快速更换。
电池包电气结构：电气结构如图所示，电池组正负两条动力线输出驱动电机工作，两条动力线中各接入一个继电器，在正极动力线上安装有过流保护器和电流传感器，正负极继电器均受控制电路控制。
控制电路由车载12V蓄电池供电，包括急停开关、碰撞开关、松散开关、遮板开关、预充电电阻、预充电继电器和电池管理系统主控单元。
预充电电阻、预充电继电器与正极总线继电器并联。
在上电的瞬间，如果直接接通回路，瞬间产生的大电流对回路中各部件形成冲击，造成损害。
某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化
某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化一、本文概述本文主要探讨了纯电动汽车电池箱的结构设计分析及优化。
随着环保意识的提高和新能源汽车的发展，电动汽车已成为现代社会的重要组成部分。
电池箱作为电动汽车的关键部件之一，用于存放电池单元并提供电力给汽车的电动驱动系统，其结构优化设计对电动汽车的性能和安全性至关重要。
本文将对电动汽车电池箱的结构进行分析，并针对现有结构存在的问题，提出相应的优化设计方案，以期提高电池箱的性能和可靠性。
通过本文的研究，旨在为纯电动汽车电池箱的设计提供参考和指导，推动电动汽车行业的进一步发展。
二、电池箱结构设计理论基础电池箱是纯电动汽车的核心组件之一，其主要功能是安全、高效地储存和供应电能。
在进行电池箱的结构设计时，需要综合考虑电气性能、机械强度、热管理、安全性和成本效益等多方面因素。
本节将重点讨论电池箱结构设计的基本理论和关键参数。
（1）安全性：确保电池在正常使用和极端条件下都能保持安全，防止电池过热、短路和泄漏。
（2）电气性能：优化电池箱的布局，减少电池间的电阻，提高电池组的整体性能。
（3）机械强度：电池箱需要有足够的强度和刚度，以承受车辆运行中的各种振动和冲击。
（4）热管理：合理设计电池箱的散热系统，确保电池在适宜的温度范围内工作，延长电池寿命。
（2）单体电池箱：将单个电池封装在一个独立的箱体内，适用于小型电动汽车。
（3）整体式电池箱：将所有电池集成在一个大型的箱体内，适用于大型电动汽车。
（2）电池箱材料：选择具有良好机械性能、耐腐蚀性和散热性能的材料。
（3）电池箱布局：合理布置电池，减少电池间的电阻，提高电池组的性能。
（4）电池箱连接方式：选择合适的连接方式，确保电池间的电气连接可靠。
电池在充放电过程中会产生热量，如果不能及时散发，会影响电池的性能和寿命。
电池箱的热管理至关重要。
常见的热管理方式包括：（1）自然散热：通过电池箱的材料和结构设计，利用自然对流和辐射散热。
本节对电池箱结构设计的基本理论和关键参数进行了分析，为后续的电池箱结构优化提供了理论基础。
某电动乘用车电池包安装强度分析
某电动乘用车电池包安装强度分析作者：文/叶晓翠王兵朱永智马宗华来源：《时代汽车》 2016年第12期某电动乘用车电池包安装强度分析叶晓翠王兵朱永智马宗华河南奔马股份有限公司河南省长葛市461 500摘要：建立电池包的有限元分析模型，在三种工况下对电池包安装强度进行分析，为电池包的设计提供参考。
关键词：电池包支架；安装强度1引言新能源汽车已成为汽车行业发展的必然趋势，纯电动汽车技术向近年来在国际国内环境的影响下飞速进步。
电池包为整车提供动力，电池包的安装强度、密封性对整车的使用性能有着至关重要的影响，在不同工况下，对某纯电动乘用车电池支架进行静强度分析，计算处出不同工况下电池包安装支架受载时的应力与应变情况，并对结构强度刚度进行校核，使电池包结构在满足使用性能的同时减轻自身重量。
1.1模型简化本文所研究的电池包是一种箱体结构，由高强度钢板焊接而成。
因此采用板壳单元模拟电池包结构。
为了减少模型前处理工作量，并不影响总体计算精度的前提下，在建立电池包有限元模型时，做出了以下的简化工作：如忽略一些尺寸较小的倒角、圆角、工艺孔等结构。
1.2边界条件约束边界条件约束是结构有限元分析中的一个重要部分。
约束的正确性决定着计算分析结果的准确性。
由于电池包通过11螺栓与车身连接，对连接的部分施加固定约束；1.3电池包所用材料及对应材料的力学特性电池包材料的力学特性如下表1。
1.4工况分析车身与底盘连接处约束全部自由度，断面处约束平动自由度，分三种工况研究电池支架的受力情况：工况一：对地板电池支架施加沿X方向的加速度3.75g;工况二：对地板电池支架施加沿Y方向的加速度3.75g;工况三：对地板电池支架施加沿Z负方向的加速度7.5g。
2计算分析结果2.1应力与应变云图经Hypermesh软件分析计算之后，得到各工况下的应力与应变云图。
(1)应力，塑性应变云图——工况一（如图1所示）。
(2)应力，塑性应变云图——工况二（如图2所示）。
电动汽车电池箱结构设计分析任务书
1．毕业设计的任务和要求：
（1）任务：了解电动汽车电池箱结构特点及工作环境，对电池箱进行结构设计与强度分析。以电池箱满足车辆运行时的结构可靠性为目标，对箱结构进行设计，采用三维CAD软件对其应力分布及变形情况进行仿真分析并由此指导结构优化设计。
（2）要求：本设计要求以电池箱各壁面满足结构强度为目标对某动力电池组电池箱结构进行设计分析，熟悉车辆行驶过程电池箱壁面承受的冲击情况，撰写毕业设计说明书。
2．毕业设计的具体工作内容：
（1）工作内容：
对某电动汽车电池箱进行结构设计与强度校核分析。
电池箱尺寸：
长861mm；
宽422mm；
高343mm。
（2）要求：
1）撰写开题报告1篇，开题报告参考文献不应少于15篇，注意参考文献格式；
2）以电池箱满足结构强度为目标，完成电动汽车电池箱结构设计；
3）深入了解电动汽车电池箱设计原则及强度要求；
完成毕业设计说明书、外文文献翻译及电池箱图纸打印。
4．毕业设计工作进度计划：
起迄日期
工作内容
2017年
日
5月15日~5月31日
6月1日~6月7日
6月8日~6月10日
查阅相关文献资料，编写开题报告
熟悉电动汽车电池箱各壁面受力情况及强度要求，完成结构设计及三维CAD建模
对电池箱进行应力分析、强度校核与结构优化
完成毕业设计说明书的撰写及外文资料的翻译
完成图纸、论文的整理、打印
论文答辩
学生所在系审查意见：
系主任：
年月日
4）通过三维仿真分析电池箱各壁面在承受冲击载荷情况下的应力与变形情况，验证电池箱结构设计是否合理并指导优化设计；
5）翻译1篇不少于2000字的外文资料，撰写毕业设计说明书1篇。
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AUTO TIME
AUTOMOBILE DESIGN ｜ 汽车设计
1 引言
随着汽车保有量的不断增长，尾气排放日益侵蚀人类的生存环境，气候和能源问题是人类社会发展共同面对的长期问题[1]。
为应对全球气候问题，传统汽车强国除制定了更为严格的排放标准外，中美德等汽车大国都在积极开发新型能源车辆，以期待排放更低，甚至是零排放；并且都根据各自国家的工业发展情况为促进新能源汽车产业的发展制定了相关的扶持性政策[2]。
结合中国节能与新能源汽车产业发展规划，发展纯电动汽车对于节能减排具有重大意义。
目前国内纯电动汽车平台开发的汽车较少，绝大部分纯电动汽车是在传统燃油车基础上电动化后开发的新能源汽车。
因此探讨适合传动汽车电动化动力电池安装点的结构设计方法非常重要。
本文提出了一种新型动力电池包安装点结构设计方法，并对安装点进行仿真结构验证分析。
2 纯电动汽车电池包安装点结构设计
2.1 电池包安装点简化模型构建传统燃油车基础电动化开发的新能源汽车，电池包安装点模型和受力承力架构如图1所示。
电池包安装点采用安装梁结构，前后贯通且前端与前舱纵梁连接形成有效、连贯的封闭的梁结构。
某纯电动汽车电池包安装点结构设计
贾安祥
奇瑞新能源汽车技术有限公司 安徽省芜湖市 ２４１００２
摘 要： 随着汽车保有量的不断增长，尾气排放日益侵蚀人类的生存环境，气候和能源成为人类社会发展需解决的长
期问题。
纯电动汽车的推广应用，是解决能源和气候的一个有效的解决方方案。
纯电动汽车动力电池的安装点的设计是纯电动汽车的关键设计结构。
本文提出了一种新型动力电池包安装点结构设计方法，并对安装点进行仿真结构验证分析。
关键词：纯电动汽车；电池包；安装点；设计
传统燃油车电动化过程，电池包通常布置在乘员舱地板下部，其布置位置与侧围门槛关系如图2所示，门槛梁内板为1.4mm 单层钢板，结构较弱且距离电池包安装点约有90mm 距离，若承担400Kg 电池包重量，在各种工况下的受力，势必严重破坏。
根据电池包简化模型构建思路，设计电池包安装梁结构，如图2所示。
2.2 电池包安装梁（点）结构工程设计纯电动车的动力电池巧妙的布置在车身
底板下部，电池包厚度高达168（前底板）/286mm（后座），电池包布置在现有车身下部，影响车辆通过性，总布置综合评估，车身底板局部配合地方向Z 正方向偏移50mm；车身安装梁结构能确保电池包系统的防护安全。
根据电池包重量分布，合理的布置10个电池包安装点，在电池包的安装点根据图2所示断面设计，进行安装梁的工程设计如图3所示。
电池包安装点工程数据按照工艺焊接级
图1 传统燃油车电动化电池包安装点模型
图2 电池包布置和安装点断面
侧围门槛
车身底板
电池包安装梁/点
座椅
电池包
90mm
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AUTOMOBILE DESIGN ｜ 汽车设计
时代汽车
次，左右两侧各由6个级次总成和8个单件零部件构成。
工程数据提交CAE 分析验证安装点强度，对垂直（Z3.5g）、刹车（X1g，Z-1g）、转向（Y1g，Z-1g）、刹车+转向（X0.7g，Y0.7g，Z-1g）四个工况进行分析，如图4所示。
各种工况条件进行CAE 仿真分析得到如下分析结果。
最大应力大于材料屈服强度，安装梁材料厚度由1.5mm 变更为1.8mm，安装板材料厚度增加2.0mm/2.5mm，同时优化安装点安装板的接触面积，优化后的数据再进行CAE 分析；
工程结构优化后，仿真最大应力降低明显，并满足要求，分析结果见表2。
可考虑把最大应力在250MPa 以下的零部件（如零件清单序号3、5、6）材料可更换为B250P1，材料厚度不变。
有效的满足零部件性能，并能有效降低零部件材料成本。
3 结语
传统燃油车电动化过程，电池包安装梁结构设计方法可行。
并采用CAE 分析电池包安装点各工况下的强度，优化安装梁的工程数据，能够有效的减轻零部件重量，材料选择并满足电池包安装点的性能要求。
本文的电池包安装梁结构设计值得其他企业借鉴和推广。
参考文献：
[1]冯超.基于HLCA 的电动汽车规模化发展对能耗及环境影响研究[D].中国矿业大学（北京），2017.
[2]生态经济学.低碳经济视角下我国新能源汽车的发展[J].生态经济学，2015.
图3 电池包安装点和安装梁结构
电池包安装点
电池包安装点
图4 电池包安装点强度分析
最大应力656.7MPa
最大应力699.6MPa
最大应力761.2MPa
垂直
刹车
转向
刹车+转向
最大应力
761.2MPa
227.5MPa
252.3MPa
135.2MPa
注：材料B340/590DP，屈服强度 430MPa
表1 电池包安装点强度分析结果
图5 电池包安装点结构优化强度分析
最大应力401MPa
最大应力415.2MPa 最大应力222MPa
最大应力388.7MPa
工况
最大应力
垂直
刹车
转向
刹车+转向
优化前 761.2MPa 227.5MPa 252.3MPa 135.2MPa 优化后
415.2MPa
178.9MPa
200.3MPa
136.3MPa
注：材料B340/590DP ，屈服强度 430MPa
表2 电池包安装点结构优化后强度分析结果。