電動(dòng)車(chē)電池箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

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1、 電動(dòng)客車(chē)電池箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 編制： 年 月 日 審核： 年 月 日 批準(zhǔn)： 年 月 日 目 錄 1 概 述 2 2 引用標(biāo)準(zhǔn) 2 3 定義 3 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 4.1 標(biāo)識(shí) 3 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 4

2、.3 通風(fēng)與散熱 4 4.4 絕緣與防水 4 4.5 碰撞保護(hù) 5 1 概 述 車(chē)載儲(chǔ)能裝置是電動(dòng)車(chē)的唯一能量來(lái)源，是電動(dòng)車(chē)輛性能的決定因素之一。現(xiàn)在發(fā)展的車(chē)載儲(chǔ)能裝置以電池為主。因?yàn)檐?chē)載電源必須由數(shù)只甚至數(shù)百只單體電池串、并組合成電池組，形成能輸出高電壓、大電流的供電源，加之汽車(chē)的運(yùn)行環(huán)境多變，對(duì)電池箱的散熱、防水、絕緣等設(shè)計(jì)要求很高。本規(guī)范將指導(dǎo)本公司電池箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2 引用標(biāo)準(zhǔn) 在電池箱的設(shè)計(jì)中，下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)指導(dǎo)，設(shè)計(jì)活動(dòng)中必須及時(shí)關(guān)注相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，使用本規(guī)范適應(yīng)

3、使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本。 GB/T 18384.1-2001電動(dòng)汽車(chē) 安全要求 第1部分：車(chē)載儲(chǔ)能裝置 GB 2893-2001 安全色 GB 2894-1996 安全標(biāo)志 GB 4208-1993 外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼） GB 156-1993 標(biāo)準(zhǔn)電壓 GB/T 5465.2-1996 用于設(shè)備上的圖形符號(hào) 3 定義 3.1 單體蓄電池 battery cell 一種電化學(xué)能儲(chǔ)存裝置，由正極、負(fù)極及電解液組成，其標(biāo)稱(chēng)電壓力電化學(xué)偶的標(biāo)稱(chēng)電壓。 3.2 蓄電池模塊 battery module or battery monobloc 放置在一個(gè)單獨(dú)的機(jī)械和電氣單

4、元內(nèi)的內(nèi)部相連的單體蓄電池的組合。 3.3 蓄電池包 traction battery pack 由蓄電池模塊、固定框或固定架組成的單一機(jī)械總成，可能還包括其他部件（例如：加注裝置和溫度控制器）。 3.4 動(dòng)力蓄電池 traction battery 用來(lái)給動(dòng)力電路提供能量的所有電氣相連的蓄電池包的總稱(chēng)。 3.5 蓄電池連接端子 battery connection terminal 位于蓄電池包殼體外的帶電部分，其作用是輸送電能。 3.6 爬電距離 creepage distance 連接端子的帶電部分（包括任何可導(dǎo)電的連接件）和電底盤(pán)之間，或兩個(gè)電位不同的帶電部分之

5、間的沿絕緣材料表面的最短距離。 3.7 可導(dǎo)電部件 conductive part 能夠使電流通過(guò)的部件，在正常工作狀態(tài)下不帶電，但當(dāng)基本絕緣故障的情況下，可能成為帶電部件。 3.8 外露可導(dǎo)電部件 exposed Conductive par 按照GB 4208規(guī)定，可以通過(guò)IPXXB試指觸及的導(dǎo)電部件。 注1：本概念是針對(duì)特定的電路而言，一個(gè)電路中的帶電部件也許是另一個(gè)電路中的外露導(dǎo)體，例如：乘用車(chē)的車(chē)身可能是輔助電路中的帶電部件，但對(duì)于動(dòng)力電路來(lái)說(shuō)它是外露導(dǎo)體。 3.9 帶電部件 live part 正常使用時(shí)被通電的導(dǎo)體或?qū)щ姴考? 3.10 電底盤(pán) elect

6、rical chassis 一組電氣相連的可尋電部件，其電位作為基準(zhǔn)電位。 3.11 直接接觸 direct contact 人員與帶電部件的接觸。 3.12 動(dòng)力單元 power unit 動(dòng)力控制裝置和電機(jī)的組合。 3.13 動(dòng)力系統(tǒng) power system 動(dòng)力單元和車(chē)載儲(chǔ)能裝置的組合。 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 標(biāo)識(shí) 電池箱體安裝在車(chē)輛上后對(duì)外的平整表面明顯標(biāo)識(shí)警告標(biāo)記，如下圖，并標(biāo)明動(dòng)力蓄電池的化學(xué)類(lèi)型。 圖1 電池箱表面警告標(biāo)志 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電池箱的基本功能即容納和保護(hù)電池組，其結(jié)構(gòu)必須保證在保留最大的容納空間基礎(chǔ)上滿足足夠的強(qiáng)度

7、?？紤]到節(jié)省布置空間，并滿足汽車(chē)多變的運(yùn)行環(huán)境，電池箱的設(shè)計(jì)推薦使用框架結(jié)構(gòu)，即邊框、底框使用型材焊接，材料厚度推薦>3mm，型材外面或雙面焊接蒙皮。電池箱外形首選規(guī)則長(zhǎng)方體，并根據(jù)布置要求可適當(dāng)調(diào)整。下圖為一典型的電池箱結(jié)構(gòu)示圖。 圖2 電池箱的結(jié)構(gòu) 4.3 通風(fēng)與散熱 部分種類(lèi)的動(dòng)力蓄電池在充電和使用過(guò)程中有可能析出氣體。為了防止爆炸、起火或有毒物質(zhì)的危害，電池箱中動(dòng)力蓄電池產(chǎn)生氣體時(shí)應(yīng)考慮下列問(wèn)題： a）車(chē)輛的任何地方不得有潛在危險(xiǎn)氣體的聚集； b）不允許乘客艙及封閉的貨艙內(nèi)的危險(xiǎn)氣體超過(guò)一定的濃度。 c）在電池箱設(shè)計(jì)的通風(fēng)通道周?chē)荒艽嬖诨鸹ㄔ础? 火花源指——電

8、接觸 ——保險(xiǎn)絲 ——接觸電刷 ——制動(dòng)襯片 ——靜電放電 ——其他的火花源如香煙、開(kāi)放火焰及光源等。 允許氣體的最大聚集量應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 汽車(chē)持續(xù)運(yùn)行，尤其是長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)荷高速行駛，電池放電會(huì)同時(shí)釋放出大量熱量，為保證電池安全和使用壽命，電池箱必須具備良好的主動(dòng)散熱能力。對(duì)于本公司設(shè)計(jì)的車(chē)輛一般采用風(fēng)冷方式散熱，通風(fēng)和散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)則： 1） 進(jìn)風(fēng)口盡量位于車(chē)身風(fēng)源豐富，并且沒(méi)有其他熱源的位置，防止通風(fēng)不暢。 2） 根據(jù)電池箱容量的大小和電池放熱特性匹配散熱風(fēng)流量，并保留足夠的安全系數(shù)。 3） 電池箱內(nèi)部通過(guò)擋板等導(dǎo)流方式引導(dǎo)內(nèi)部氣流流向，保證每個(gè)單體電池充

9、分散熱。 4） 進(jìn)排風(fēng)口位于電池箱上部2/3以上的空間，避免運(yùn)行中有水進(jìn)入。 5） 如遇突發(fā)故障，必須保障電池電源器斷后散熱風(fēng)扇才切斷。 圖3 電池箱通風(fēng)散熱與防水 1 散熱風(fēng)扇推薦布置位置1；2散熱風(fēng)扇推薦布置位置2；3線速推薦布置位置 4.4 絕緣與防水 電動(dòng)客車(chē)用電池組輸出電壓高達(dá)500伏以上，電池箱出保障容納電池外，必須有效隔絕操作人員和乘客與電池的接觸。設(shè)計(jì)要求如下： 1） 電池箱必須有效接地，與電池間的絕緣電阻值是為了滿足安全目的而確定的一個(gè)足夠的值。要求在動(dòng)力蓄電池的整個(gè)壽命期內(nèi)，該絕緣電阻值除以動(dòng)力蓄電池的標(biāo)稱(chēng)電壓U，所得值應(yīng)大于120 Ω/V。 2）

10、 電池的兩級(jí)以及兩級(jí)的連接板與電池箱的最小距離必須>10mm，防止擊穿放電。 3） 電池箱內(nèi)部涂覆絕緣漆。 4） 電池箱在車(chē)身的布置位置必須高于最小通過(guò)距離200mm以上，防止機(jī)械損傷和濺水。 5） 電池箱的散熱通風(fēng)口和電纜連接線必須布置在電池箱2/3高度以上，推薦布置在箱體上端。 4.5 碰撞保護(hù) 電池箱在車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求： a）如果動(dòng)力蓄電池或蓄電池包安裝在乘客艙的外部，動(dòng)力蓄電池、蓄電池包或其部件（蓄電池模塊、電解液）不得穿入乘客艙內(nèi)。 b）如果動(dòng)力蓄電池或蓄電池包安裝在乘客艙內(nèi)，電池箱的任何移動(dòng)應(yīng)確保乘客的安全。 c）發(fā)生碰撞時(shí)，動(dòng)力蓄電池、蓄電池包或其部件（蓄電池模塊、電解液）不能由于碰撞而從電池箱內(nèi)散落，尤其避免從車(chē)上甩出。 d）發(fā)生碰撞時(shí)，電池箱必須第一時(shí)間保證電池組的過(guò)流斷開(kāi)裝置切斷連接，并防止動(dòng)力電池組短路。 6