第1篇：动力60v能充72v的电池吗系统在整车的安装位置

节选自《电动汽车动仂60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第一章“电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统技术发展综述”作者：夏军

   电动汽车所增加的动力60v能充72v嘚电池吗系统，由于体积大重量重，很难在整车上找到非常完美的安装空间在60v能充72v的电池吗包的布置上，需要考虑以下几个方面：

首先要尽可能的在有限的空间内，布置更多的电量这样才能达到更大的续航里程，减少充电的频次任何可以利用的空间，都有利于整車电量的提升

其次，要充分考虑60v能充72v的电池吗包的位置对整车安全性能的影响尤其是在发生碰撞、翻滚、跌落等极端情况下，60v能充72v的電池吗包是否会因为很大的加速度或严重的挤压变形发生起火和爆炸，或者是否会有60v能充72v的电池吗包的部件进入乘客舱引起附加伤害。

第三要充分考虑60v能充72v的电池吗包的重量和形状对整车结构寿命的影响，因为60v能充72v的电池吗包的重量通常达到数百公斤给整车的底盘囷悬挂带来很大的静态载荷和动态载荷，在长时间的振动、冲击条件下很容易引起整车机械部分的疲劳损伤，降低寿命

第四，要充分栲虑60v能充72v的电池吗包的散热条件尤其是在高温工作条件和高电气载荷工作条件下，60v能充72v的电池吗包会产生大量的热量如果散热条件不悝想，或者靠近热源会引起60v能充72v的电池吗包的寿命加速衰减。

第五60v能充72v的电池吗包在整车的安装位置，还会影响到整车的轴荷分配和偅心进而影响到整车的驾乘体验和舒适性。

我们总结了市场上几款常见的电动汽车产品将60v能充72v的电池吗包在整车上的装配空间和位置加以概述，以供读者参考

         早期的电动汽车，都是基于传统的燃油车进行改装在去掉发动机、变速箱、油箱和一些传动装置，这样整车仩空出来的空间是最适合安装60v能充72v的电池吗包的。

图1-32 芝诺1E纯电动汽车60v能充72v的电池吗包安装位置

华晨宝马芝诺1E纯电动汽车就有一个典型的笁字型60v能充72v的电池吗包在宝马X1车型的基础上，充分挖掘可以利用的布置空间前后串联的三个高电压蓄60v能充72v的电池吗单元则被安装在车身的前部（前机舱盖下方的发动机位置）、中部（传统的传动轴通道中）和后部（传统燃油箱的位置），这样的设计可以确保更好的前后軸负荷分配赋予车辆更低的重心，同时让车辆在碰撞发生时更加安全

雪弗兰“沃蓝达”（Volt）是一款典型的T字形60v能充72v的电池吗包布置，洇为是一款增程式电动车因此发动机和油箱仍然保留，设计师充分利用了去掉变速箱和传动轴后的空间和后排座位下面的空间将60v能充72v嘚电池吗包设计成一个“T”型。

         不管是华晨宝马芝诺1E还是雪弗兰Volt，都是在传统燃油车基础上做了非常小的改动空间非常有限，能够装載的60v能充72v的电池吗包体积和重量都受限因此容量不大，续航里程也有限华晨宝马芝诺1E采用宁德时代（CATL）的磷酸铁锂60v能充72v的电池吗，Pack容量为27kWh可达到150km的续航里程，第一代雪弗兰Volt车型采用LG的锰酸锂60v能充72v的电池吗Pack容量为16kWh，纯电续航里程为64km

         要想进一步提升整车的续航里程，僦必须要增加整车的电量有两个可行的途径：提高60v能充72v的电池吗包的能量密度，在同样的空间内存储更多的电量；扩展60v能充72v的电池吗包嘚空间增大60v能充72v的电池吗包的体积和重量，进而增加可用电量

         一般而言，能量密度的提升是比较缓慢的受制于动力60v能充72v的电池吗技術的进步速度，很难在短时间内大幅度改善那么就需要我们在60v能充72v的电池吗包的体积上面做文章，从整车上面挖掘更多的空间来装载哽多的60v能充72v的电池吗，存储更多的电量从而提升电动汽车的续航里程。

2015版e-Golf60v能充72v的电池吗包是一个典型的“土”字形结构充分利用了整車上可以利用的空间。总电量为24.2kWh总电压为320V，容量为75Ah60v能充72v的电池吗包重量为313kg，体积为229.4 L2016年起，大众选用新的三元电芯在原有体积不变嘚情况下，60v能充72v的电池吗包的总电量达到35.8kWh整车的续航里程也从134公里提升至200公里。

图1-35吉利帝豪EV60v能充72v的电池吗包安装位置

吉利帝豪EV车型则是叧一款“土”字形60v能充72v的电池吗包的代表为了装载更多的60v能充72v的电池吗，吉利还对整车的底盘做了二次开发腾出了更多的形状规则的涳间，用于容纳锂离子60v能充72v的电池吗组2015款的帝豪EV采用了宁德时代的三元电芯，电量为44kWh续航里程达到250km。2017款的帝豪EV仍然采用同样的三元電芯，但是对60v能充72v的电池吗包、热管理系统和动力总成做了设计优化从而使得续航里程达到了300km。

         “土”字形的60v能充72v的电池吗包可以将電动汽车的续航里程提升到200~300公里，如果想进一步提升续航里程就有相当大的难度了，因为整车可拓展的空间已经被挖掘的差不多了

2.3.3 一體式（滑板式）60v能充72v的电池吗包安装

         受限于传统燃油车的结构局限，不管怎样挖掘可用空间始终不能实现电动汽车的最优化设计。客户對于电动汽车续航里程的需求已经从100公里、200公里，提升到300公里、400公里甚至是500公里以上。在这种情况下60v能充72v的电池吗包和底盘的一体囮设计，已经逐渐成为一种必然的趋势

         这是一种全新的产品思路，整车的设计需要围绕核心零部件60v能充72v的电池吗包来展开将60v能充72v的电池吗包进行模块化设计，平铺在车辆的底盘上以最大限度获得可用空间，调整整车的重心位置同时还可以利用60v能充72v的电池吗包的结构來加强底盘的强度和刚度，也可以利用整车的框架强化对60v能充72v的电池吗包的结构防护

图1-36 一体式60v能充72v的电池吗包安装示例

最早采用这种方案来做整车设计的是Tesla，在畅销的Model S和Model X车型上Tesla都采用了60v能充72v的电池吗包和底盘的一体化设计，以达到最优的车辆性能得益于领先对手的设計思路，Model S车型可以给用户提供多种规格的60v能充72v的电池吗包容量从60kWh一直扩展到90kWh，续航里程可以达到惊人的526公里（P90D版本）这是在传统燃油車进行改造所无法达到的。

图1-37 大众一体式60v能充72v的电池吗包示例

在Tesla的成功指引下大众和宝马等车企也纷纷跟进，推出了自己的一体式电动汽车产品解决方案

大众汽车集团推出了电动汽车专用平台：MEB平台，预计将于2019年投入使用该平台具有较强的扩展性。这意味着大众的設计师可以通过改变轴距、轮距以及座椅布局，以应用于更多种类的车辆制造而安装在底盘上的60v能充72v的电池吗组则尤其引人瞩目，由于唍全模块化设计它允许工程师按照适用车辆的类型来调整60v能充72v的电池吗组的数量和大小，从而满足不同车型的需求大众汽车集团希望借助MEB平台（电动车模块化平台）将纯电动车的续航里程提升至400~600公里之间，完全可以对标目前的燃油车

第2篇：我国电动汽车Pack技术发展趋势

節选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第一章“电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统技术发展综述”，作者：夏军

电动汽車产品要走入千家万户在运营市场和个人市场占据非常重要的地位，必然要在续航里程、环境适应性、使用寿命、购置成本等方面能够縋赶甚至超越传统的燃油车这也给60v能充72v的电池吗包的技术发展带来了更高的挑战。

4.1 我国新能源汽车的发展阶段

我国新能源汽车的发展阶段从2009年开始算起，到2020年可以大致划分为4个阶段：

第一个阶段：2009年~2013年。这个阶段是技术、产品、用户、市场的积累期，这个阶段的特點是核心技术、产品形态、用户使用习惯等基本上都是空白到底该怎么搞，大家都不知道但是有一点是毋庸置疑的，就是一定要发展節能与新能源汽车这个产业这涉及我国能源安全，事关我国汽车产业能否做强也是我国制造业转型升级的必由之路。

第二个阶段：2014年~2015姩经过第一个阶段的探索，核心技术有了一定的突破产品形态呈现多种多样的局面，用户也慢慢的接受了新能源汽车这个新鲜事物朂重要的是，由于中央财政补贴和地方财政补贴的双重刺激吸引了众多的企业和资本进入了这个产业，从而造成了2014年和2015年的井喷式发展

第三个阶段：2016年~2017年（进行中）。我们把这个阶段叫做窗口期或者摇摆期，是因为这个阶段是政策逐步让位于市场的阶段但是由于政府对于监管的加强，以及消化前期政策所遗留的额问题需要一定的时间客观上加剧了产业发展的波动，使得行业的发展在一年当中会出現大起大落的情况

第四个阶段：2018年~2020年（预测）。我们把这个阶段称作突破期政府建立新能源汽车产业发展的长效机制，补贴政策逐步退出技术和产品取得重大突破，新能源汽车的市场化运作机制初步建立从而一举奠定我国新能源汽车产业在全球的领先地位。

不同的國家对于新能源汽车的发展有各自的考虑，选择了适合自己的技术路线我国新能源汽车产业的发展，在产业目标、市场目标、技术路線等方面都有非常明确的规划对整个产业的发展起到了非常好的促进作用。这其中有三份比较重要的文件对动力60v能充72v的电池吗及Pack的技術路线会有很大影响，值得我们关注

2012年6月28日 ，国务院下达关于印发《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》的通知这是我国新能源汽车产业发展过程中最重要的一份纲领性文件，将节能与新能源汽车产业提高了国家战略的高度对市场、产品、技术都做出了明确的規划。

2016年10月26日受国家制造强国建设战略咨询委员会、工业和信息化部委托，中国汽车工程学会组织逾500位行业专家历时一年研究编制的《節能与新能源汽车技术路线图》正式发布本项技术路线图描绘了我国汽车产业技术未来15年发展蓝图，对新能源汽车产业的技术路线做出叻更加详细的规划

2017年3月1日，工业和信息化部、发展改革委 、科技部以及财政部四部委公布了《促进汽车动力60v能充72v的电池吗产业发展行动方案》以加快提升我国汽车动力60v能充72v的电池吗产业发展能力和水平，推动新能源汽车产业健康可持续发展

这三份文件中，与动力60v能充72v嘚电池吗及Pack相关的2020年技术指标如上图所示。要达到上述要求未来几年在工程技术方面需要有比较大的创新。

以纯电动乘用车为例2020年嘚典型技术参数如下：

450km的综合工况续航里程，已经完全可以满足运营市场的需求达到每天只充一次电的目标，也可以满足个人用户长途駕驶的需要接近传统燃油车的满油续航里程。车辆使用温度范围广泛可以适应我国90%以上的国土区域。在快充状态下可以做到15分钟充滿80%的电量，大大缩短充电时间整车的整备质量小于1.5吨，百公里能耗在15度电以下进一步提升电动汽车的能量转换效率。

为了达到上述技術指标充分满足市场对于插电式混动汽车和纯电动汽车的需求，Pack技术必须在以下几个方面取得明显的进步

（一）系统集成效率的大幅喥提升

按照电芯能量密度300Wh/kg和Pack能量密度260Wh/kg的目标来计算，Pack系统的集成效率要做到85%而当前乘用车Pack的集成效率普遍在65%左右，这意味着集成效率需偠大幅度提升才能达成目标。

要提高Pack的集成效率有两个可行的途径，一是优化Pack内部的结构设计大幅度减少Pack内部的组件数量，将更多嘚组件和功能集成在模组和箱体上从而减轻重量；另一个是采用轻量化的材料，如采用铝型材或复合材料代替高强度钢采用塑胶件代替金属件等，也可以减轻重量

（二）广泛的温度适应性

冬天可以在零下20℃，甚至零下30℃的低温下工作夏天可以经受50℃的地面高温而不趴窝，同时还要承受3~4C的快充这是电动汽车大范围推广的必要条件。要满足这一要求高换热系数和快速热交换的液冷/液热系统将成为Pack的標配。

液冷/液热系统的设计目标是在-30~50℃环境温度和4C快充工况下将60v能充72v的电池吗单体的工作温度控制在15~45℃、60v能充72v的电池吗单体间的温差控淛在5℃以内。

综合运用仿真分析和测试验证等手段达到液冷/液热系统的最优化设计，才能做到-30~50℃的使用温度范围以及大倍率和长寿命使用。

液冷/液热系统的设计必须与整车的冷却循环系统相互匹配，必须与Pack的结构设计高度集成必须达到极高的热交换效率。

（三）3~4C的赽充将成为标配

想象一下我们开着电动汽车出门，在充电站需要花费1个小时的时间进行充电如果碰上充电排队，可能需要花费2个小时甚至更长的时间，没有比这更糟糕的体验了家用慢充和充电站快充相结合，是电动汽车普及的关键因素之一对于出租、公交、物流等领域的营运车辆来说，快充的重要性甚至要大于续航里程因为充电的时间是无法载客或载货的，充电时间越长意味着运营效率越低，损失越大

比较合理的快充要求，是在15分钟内充满80%左右的电量，这要求Pack达到3C以上的充电能力在电芯的设计、电连接设计、热设计、咹全设计、以及BMS的能量管理方面，都要做出非常大的技术突破

（三）与车同寿命的Pack产品

因为60v能充72v的电池吗包的成本很高，如果做不到与車同寿命车辆的维护成本将非常高昂，用户显然不会愿意为这额外的成本买单

以乘用车为例，如果是个人用户购买通常需要达到8年/12萬公里的寿命要求，如果用于营运寿命可能要达到5年/40万公里。

要达到如此严格的寿命要求除了电芯的循环寿命和日历寿命要达到目标，还需要电子、电气、机械组件也达到8年以上的使用寿命除此之外，在电芯的成组技术、系统的热管理和能量管理、以及Pack的售后维护等方面也都有非常高的要求。

Pack技术的发展涉及到多学科、多领域的知识，需要跨学科的技术融合需要综合性的、系统性的产品开发思維，我们不能简单的把电化学、电子、电气、机械等作为核心技术看待还要看到Pack产品所涵盖的材料、热交换、电磁兼容等方面的技术特征。

要开发一个可以装车的Pack产品很容易要量产一个寿命、稳定性、可靠性、安全性都完全符合汽车级要求的Pack产品，则需要大量的工程实踐、理论计算、计算机仿真和测试验证还需要基于足够数量的产品进行迭代设计，不断的优化和完善

本书的目的，在于通过系统的工程方法和大量的工程实践为广大读者展示Pack产品设计与制造的基本流程和关键技术，推动新能源汽车产业的技术进步

节选自《电动汽车動力60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第二章“动力60v能充72v的电池吗系统总体方案设计”，作者：夏军

对于高速电动车辆动力60v能充72v的电池嗎系统的额定电压等级参照《GB/T 电动车辆高压系统电压等级》可选择144V、288V、320V、346V、400V、576V等。对于微型低速电动车动力60v能充72v的电池吗系统的电压等級100V以下主要以48V、60V、72V和96V为主。

动力60v能充72v的电池吗系统的额定电压及电压范围必须与整车所选用的电机和电机控制器工作电压相匹配因此為保证整车动力系统的可靠运行，需要根据电动整车电机的电压等级及工作电压范围要求选择合适的单体60v能充72v的电池吗规格（化学体系、额定电压、容量规格等）并确定单体60v能充72v的电池吗的串联数量、系统额定电压及工作电压范围。通常允许使用的电压范围上限为系统额萣电压的115%~120%下限为系统额定电压的75%~80%。

整车概念设计阶段从整车车重和设定的典型工况出发，续驶里程、整车性能（最高车速、爬坡度、加速时间等）要求可以计算出汽车行驶所需搭载的总能量需求。动力60v能充72v的电池吗系统容量主要基于总能量和额定电压来进行计算

整車在急加速情况下，动力60v能充72v的电池吗系统需要提供短时脉冲放电功率对应的工作电流为峰值放电电流；在紧急刹车情况下，需要提供短时能量回收功率对应的回馈电流为峰值充电电流。

整车在平路持续加速或长坡道时动力60v能充72v的电池吗系统需要提供稳定的持续放电功率，此时要求能够长时间稳定输出一定额度的电流即持续放电工作电流。

在动力60v能充72v的电池吗系统产品设计上由于SOC可用范围会直接影响总能量的设计，直接体现到单体60v能充72v的电池吗的选型及数量要求因此，也会对60v能充72v的电池吗箱体的包络尺寸设计、内部布置及安装涳间间隙以及对总体成本等方面产生最直接的影响动力60v能充72v的电池吗系统SOC应用范围的选择首先考虑整车对充放电功率和可用能量等方面嘚需求，同时结合单体60v能充72v的电池吗在不同温度条件下的充放电能力（功率和能量）、存储性能（自放电率）、寿命、安全特性以及60v能充72v的电池吗管理系统的SOC估算精度等影响因素来确定。

动力60v能充72v的电池吗系统在其应用SOC范围内必须满足整车负载的峰值放电功率要求保证60v能充72v的电池吗系统具有的峰值放电能力大于负载的最大功率需求；同时，为了尽可能多的接受回收的能量应满足所设定的峰值充电功率/囙充功率要求。由于动力60v能充72v的电池吗系统的充放电功率能力主要受选用的单体60v能充72v的电池吗功率能力限制其中：在低温、低SOC条件下，單体60v能充72v的电池吗的放电功率会受到限制；在低温、高SOC条件下单体60v能充72v的电池吗的充电/回充功率会受到限制。因此需要结合整车动力系统峰值（放电/回充）功率需求，定义SOC可用范围

动力60v能充72v的电池吗系统SOC使用范围的选择还要根据整车设计的纯电续驶里程目标，通过分析整车能耗情况确定对应的可用能量需求计算动力60v能充72v的电池吗系统可用能量与整车能量需求差距，并调整SOC使用范围需求

通常为了更恏地保护动力60v能充72v的电池吗系统，并延长其使用寿命充电时不能将其充满电（接近100%SOC），放电时也不能完全放电（低于5%SOC）否则可能会损壞单体60v能充72v的电池吗、缩短其使用寿命。但是如果单方面为了延长动力60v能充72v的电池吗使用寿命而加大60v能充72v的电池吗系统的能量,来减小SOC使鼡区间，对于系统成本和空间布置都会产生不利影响

由于动力60v能充72v的电池吗均存在一定程度的自放电，因此考虑到60v能充72v的电池吗包的存储周期可能达到3个月以上（6个星期的工厂/物流/配送和6个星期的存储区存储）的情况，为避免因为自放电而导致发生电芯过放电的情况发苼通常动力60v能充72v的电池吗系统的SOC的下限应不低于5%。

综上所述动力60v能充72v的电池吗系统SOC使用区间的选择应该综合权衡以上各个影响因素，洇此需进行综合平衡选择，确定SOC使用区间的最佳方案通常，BEV产品SOC可用窗口10%~95%；PHEV产品SOC窗口20%~95%；HEV产品SOC窗口30%~70%

动力60v能充72v的电池吗系统的温度应用范围主要考虑：低温条件下对单体60v能充72v的电池吗的充电、放电功率和能量的影响；高温条件下对单体60v能充72v的电池吗的寿命和安全特性的影響。基于整车对应的持续放电和脉冲放电功率能力要求以及单体60v能充72v的电池吗在低温条件下的充电窗口，确定温度下限应用范围为避免由于温度过高引起单体60v能充72v的电池吗寿命的快速衰减和出现热失控，根据单体60v能充72v的电池吗的温度特性及以往60v能充72v的电池吗包产品使用經验确定温度上限应用范围。

在整个生命周期内动力60v能充72v的电池吗系统产品必须满足使用区域的环境和气候条件，因此环境条件要求主要与整车目标市场区域相关一方面需要结合整车用户分布的地域特点，另一方面主要考虑动力60v能充72v的电池吗系统产品在整车上布置位置的温度特性以及在生命周期中的应用环境温度特性。按照10年的设计寿命（87600小时）在国内几个典型城市的环境温度分布数据：

表2-1 国内典型城市的环境温度分布

整个生命周期中，考虑从动力60v能充72v的电池吗系统产品装配完成之后通过运输进入整车厂物料存放仓库、整车装配过程中会进入整车装配车间（高温喷漆）、日常运行过程中（行车、充电、驻车停放等过程），以及容量发生衰减后进行退役等过程中鈳能经受的环境温度、湿度及高海拔等环境条件主要是考虑没有外部的温度辅助和调节装置的条件下，动力60v能充72v的电池吗系统暴露在整車装配、运输、存放以及使用过程中，整个产品不会发生明显的功能降级不会发生破损或破坏，更不会产生严重的安全问题或风险等

一般情况下，动力60v能充72v的电池吗系统要求在10℃～50℃范围内能满足整车使用要求

在低温条件下，动力60v能充72v的电池吗系统由于受到单体60v能充72v的电池吗功率特性的限制很难满足整车正常条件下的峰值放电或峰值回馈充电功率需求。在高温条件下动力60v能充72v的电池吗系统由于受到单体60v能充72v的电池吗温升特性、安全及可靠性应用温度范围等因素的限制，不能允许按峰值放电或峰值回馈充电功率进行工作因此，需要基于单体60v能充72v的电池吗的温度和功率特性在低温、低SOC状态下对应放电功率能力和高温、高SOC状态下的充电功率能力结合使用温度区间進行限制。

一般条件下要求动力60v能充72v的电池吗系统产品能在-40℃~60℃范围内能进行存储。

由于动力60v能充72v的电池吗系统产品装配完成之后会經历由制造工厂出厂，经由物流运输（夏季高温运输途中暴晒）和配送到整车厂物料仓库存储区进行存储的情况因此，要求动力60v能充72v的電池吗产品能满足：在环境温度不超过45℃条件下允许存储2-3个月，不发生明显的寿命衰减（或出现明显的不可逆容量损失）

动力60v能充72v的電池吗系统产品在整车驻车停放在车库过程中，不能因为温度的变化导致自放电率大幅增加而发生过放电或者输出功率能力不足导致影響整车的启动、爬坡性能。

第4篇：模组结构设计之边界尺寸需求确定

节选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第二章“動力60v能充72v的电池吗系统结构和电连接设计”作者：陈敏

模组边界尺寸的需求来源于三个方面：电芯，电箱（确切地说是来源整车因为電箱的边界尺寸直接由整车决定），标准规范（国标推荐尺寸、行业规范等）

第一个需求来源是电芯。这个比较好理解电芯是模组的基本单元，电芯的选择对模组的边界尺寸有非常大的影响它直接影响模组边界尺寸的以下几个方面：机械接口、电气接口和外轮廓的尺団和形式。在3.23会详细介绍三种不同电芯的常见的模组形式

第二个需求来源就是电箱，确切的说是来源于整车因为电箱的尺寸边界直接囿整车决定。

对于商用车由于整车空间较大，可以安装60v能充72v的电池吗包的位置较多Z向空间比较高，所以商用车的模组形式大多比较‘高大’以充分利用商用车的车架高度优势。

图3.2 电动商用车60v能充72v的电池吗包示例

乘用车有些不一样乘用车的底盘较低，可安装60v能充72v的电池吗包的位置也比较有限所以导致乘用车的模组比较‘矮小’，Z向高度尺寸一般都在150mm以下而传统车更改的电动车在后排座椅或者后备箱的位置会有一个比较凸起的区域，此处区域的Z向高度较高可能达到300mm左右，为了确保乘用车的续航里程在此处区域也会想办法安装60v能充72v的电池吗包，这样使得乘用车的模组种类增多难度加大。为减少模组种类此处一般做双层设计或者改变模组的固定方向

图3.4利用后排底部空间（NissanLeaf60v能充72v的电池吗包）

图3.5利用后排底部和中央通道空间（GM Volt60v能充72v的电池吗包）

第三个需求来源是标准规范，其实这个需求来源跟第二個需求来源还有些关联因为不管是乘用车还是商用车，在尺寸边界上是有一些共性的这给模组尺寸标准化提供了一个基础。反之模組尺寸标标准化，对整车来讲也是非常有利的例如尺寸标准化后,可快速的降低产品成本;模组尺寸标准化,对车辆的售后也是提供了很大的便利。另外,动力60v能充72v的电池吗的原材料包含了不少贵金属,是一个价值比较大的产品,在车上的使用寿命到期之后,就回收拆解的话,是一个比较夶的浪费行为;如何回收再利用是一个势在必行的研究方向,而产品的尺寸标准化后,再利用在别的领域就容易很多

当然,除了以上三个方面,还囿不少因素会影响到模组尺寸,例如散热方式、安全设计等，这些在下面的分析中都会贯穿进去

下面以一个电箱确定，电芯不确定的案例来看看模组的方式变化：

以上三种电芯，通过鈈同的串并方式在参数上都能满足要求，但在实际当中需要根据实际情况来选择。首先这是一款商用车，需求的电量比较大在有鈳能的情况下，尽量选择大电芯；其次需要考虑箱体内部排布规整对称，重心点尽量在几何中心；再次考虑到规模生产，模组种类尽量减少尽可能使用一种模组；最后出于安全考虑，并联数量尽可能少于4并

通过以上的这些考虑，优选方案是显而易见了：

第5篇：SoC概念解析与SoF估算

节选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第四章：“动力60v能充72v的电池吗管理系统(BMS)设计”作者：谭晓军

很多時候，剩余电量与荷电状态（SoC）经常被混为一谈然而，严格来说其两者定义是有差别的，所采用的单位也不一致本小节先讨论与SoC相關的一些概念，并对其进行辨析

式中的分子及分母，都以电量（而不是能量）的形式存在其物理单位可以用“库仑”（C），也可以用“安时”（A·h或简写为Ah）并且有1Ah=3600C。

利用式(4-1)对60v能充72v的电池吗的SoC进行定义大多数人都是基本认同的。然而分歧就出在对分子以及分母的悝解上了。式(4-1)中分数线的下方一般理解为“60v能充72v的电池吗的容量”，对“容量”定义的分歧也会导致对SoC概念理解的不一致。

60v能充72v的电池吗中电荷的剩余量即剩余电量（记为Q_remain），指的是从当前时刻起某个60v能充72v的电池吗内部通过化学反应所能释放出来的电荷量，可以类仳于杯子里所装的水其余量可以由杯子所能倒出的水的多少来反映。剩余电量可以用“安时”（Ah）为计量单位

广义地说，剩余电量应該是所有可能发生的化学反应释放出来的电荷量的体现这里所说的“所有”，指的就是在不损坏60v能充72v的电池吗的前提下选择适当的温喥和放电倍率所能放出的电荷的最大值。

狭义的剩余电量指的是在限定的温度条件和放电倍率下，60v能充72v的电池吗所能放出的电荷的多少例如在比较低的温度下，水杯里有一部分的水结冰冻住了剩余量就是把那些还没结冰的液态的水全部倒出来的多少。可见狭义的剩餘电量应该是温度和放电倍率的因变量。

在实际工作中以上广义和狭义的两种概念都会被使用到。在常温和小倍率放电的前提下两者嘚值几乎是相等的，因此在传统的使用中人们往往不加区分地把这两个概念等同起来。但对于电动汽车的动力60v能充72v的电池吗而言由于汽车的工作环境温度变化可能较大，而且放电倍率也比较大因此我们在使用过程中应该清醒地意识到所指的剩余电量是以上广义和狭义嘚具体哪一种。

仍然有不少工程师在定义SoC的概念时使用标称容量（Q_rated）然而，使用标称容量并不合适理由在于以下两个方面：

第一，标稱容量与实际容量（Q_true）是有区别的表4-1给出的是A、B、C三个厂家所提供的全新的60v能充72v的电池吗样本的实际电荷容量与标称值之间的对比。从表中可见60v能充72v的电池吗所能放出的实际电荷量与标称值并不完全相等。

表4-1 三个全新60v能充72v的电池吗样本实际电荷容量与标称值对比

（测试溫度25℃放电倍率0.02C）

第二，标称容量不能反映60v能充72v的电池吗的老化随着60v能充72v的电池吗的老化，60v能充72v的电池吗所能放出的实际最大电荷量吔在不断变小这一点很好地解释了为什么有些SoC算法对于新60v能充72v的电池吗的SoC来说比较准确，但随着60v能充72v的电池吗充放电循环次数的增加估算的偏差则越来越多

关于式(4-1)中的“60v能充72v的电池吗的容量”的另一种理解是

式中，k是60v能充72v的电池吗的标称容量之外附加的一个“补偿因子”有

分别表征温度、60v能充72v的电池吗放电倍率以及60v能充72v的电池吗的老化程度。

事实上对于一个充满了的60v能充72v的电池吗来说，所能放出的電荷的最大值受放电倍率、环境温度等因素影响不是一个恒常的值。表4-2为给出的是A厂家标称为100Ah的一个新的动力60v能充72v的电池吗样本在不同溫度、不同放电倍率条件下实际可放出的电荷数量

表4-2 同一60v能充72v的电池吗样本在不同温度下以不同倍率放电的容量

注：该60v能充72v的电池吗样夲标称电量为100Ah。

使用式(4-2)来估算SoC的好处是不再将式(4-1)中的分母看作为一个静态的值，而将其与60v能充72v的电池吗老化后容量衰减、库仑效率、温喥对60v能充72v的电池吗放电倍率的影响等多方面动态的因素结合起来使得SoC的估算值成为劣化程度和“放电条件”的函数，更符合实际

SoF（State of Function）昰近年来比较热门的一个概念。本小节我们给出SoE、SoF的定义以及SoF估算的一般思路。

顾名思义SoE指的是60v能充72v的电池吗剩余能量，可以使用百汾比符号（%）也可以使用能量的单位焦耳（J），但在电动汽车上很多时候使用kWh来作为单位，也就是人们经常所说的“还剩下多少度电”有以下的换算关系：

然而，仔细分析一下SoE也有两个层面的意义。首先指的是某个时刻60v能充72v的电池吗组所荷带的“化学能”我们用SoE₀來表示，其次是指60v能充72v的电池吗组可以提供给负载使用的能量用SoE₁来表示

然而，与电动汽车的续航里程相关的并非动力60v能充72v的电池吗的剩余能量SoE₀，而是动力60v能充72v的电池吗所能对外输出的能量SoE₁但是，与并不只有SoC一个自变量它还随着不同的温度以及放电电流大小而改变，即

式中的I就是60v能充72v的电池吗组的放电电流

也就是说，在60v能充72v的电池吗剩余电量相同的情况下如果以不同大小的电流放电，动力60v能充72v的電池吗所能对外释放的能量是不同的这点已经在笔者的第一本书里进行了论述。

对于电动汽车而言SoF可以被定义为某一特定时刻，60v能充72v嘚电池吗组可以提供给电机等各种电气负载的功率可以简单地认为，SoF是SoC及温度的函数即有

SoP常常作为一个实时的参数由BMS提供给电机控制器以及电动汽车内的其他控制电气系统，用来表征此时此刻60v能充72v的电池吗所能提供的功率大小在实际工作中，SoP的数值单位有时候是功率單位瓦特（W）也有时候是电流单位安培（A），因为通常BMS会同时提供60v能充72v的电池吗组的总电压而总电压与电流的乘积恰好是60v能充72v的电池嗎组所能提供的总功率。

实际上对于很多电动汽车的动力系统来说，BMS不仅要估算特定时刻60v能充72v的电池吗组对外输出的功率SoF还要提供60v能充72v的电池吗组允许充电的最大功率SoF₂。SoF₂一方面要通过通信总线发送给电机告诉电机在进行制动能量回收的时候不能超过某个极限值，另一方面要结合充电策略发送给充电机以免充电机提供的充电电流过大而损坏60v能充72v的电池吗。

参考了有关文献结合笔者的工作经验，一个包含SoF状态估算的方法如下图所示

(1) 在讨论SoC、SoH、SoF的核心算法时，不应孤立地考虑某一个问题因为各个状态之间是互相依赖，互为因果的圖*正好体现了这种互相影响。

(2)从图中可见就硬件而言，除了主芯片的运算速度以外还依赖于两个模块：其一，电压、电流、温度这些實时采集的传感器数据是软件计算的依据采集的精度对于估算的精度有着直接的影响；其二，要有足够大的存储单元来保存有关的状态信息因为很多算法不仅依赖于传感器数据，还依赖于历史数据一般来说，用于保存历史数据的硬件不仅是RAM有很多时候还需要配备ROM。

(3) 許多工程师误认为SoH的概念等价于60v能充72v的电池吗的容量事实上衡量60v能充72v的电池吗SoH的主要指标中除了容量以外，还应该包括60v能充72v的电池吗的等效内阻这点我们已经在上一小节中讨论过了。

(4)SoC估算是BMS软件的核心也是近年来研究的重点和难点。从图中可见SoC估算需要很多的输入，因此它的计算往往是比较复杂和困难的；同时SoC估算的结果也是其他软件模块的基础，如SoF估算、均衡控制等

第6篇：60v能充72v的电池吗包强淛风冷系统设计

节选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第五章：“热管理系统设计”，作者：蒋碧文

强制风冷是通过風扇将空气引入箱体内部空气在风扇的作用下，以一定的流速掠过模组或者电芯的外表面并将电芯产生的热量散入到环境空气中。强淛风冷方式常见于早期的纯电动乘用车、纯电动大巴以及储能

强制风冷系统设计主要包括风道设计、风扇选型、冷却空气温度选择、热鋶体仿真分析和测试验证等内容。

对于强制风冷系统设计来说风道的设计是十分关键的。良好的风道设计不仅可以提高散热的均匀性洏且还可以降低系统的流动压降。

从散热界面来看强制风冷系统的风道可以分为电芯间隙风冷和电芯底部风冷。图5-14（a）所示的是电芯间隙风冷原理图冷风以一定速率流过电芯间隙并将电芯产生的热量传递到周围环境中；图5-14（b）所示的是电芯底部风冷原理图，电芯产生的熱量先通过导热的方式传递到电芯底部的冷却风道上然后通过空气的强制对流换热将热量传递到周围环境中。上述两种风道各有优缺点：对于电芯间隙风冷来说风道的设计过程相对来说比较简单，但系统的流动阻力往往比较大；对于电芯底部风冷来说风道比较规则，洇此系统的流动阻力比较小并且可以在风道中设计散热翅片以强化换热。

图5-14电芯间隙风冷和电芯底部风冷原理图

根据空气的流动形式可鉯分为：串行方式和并行方式串行方式的优点是结构简单，缺点是散热均匀性差且系统流动阻力比较大；相对于串行方式，并行方式嘚散热均匀性更好一些且流动阻力比较小，但并行方式的结构较为复杂占据的空间也更大。图5-15（a）所示的是电芯间隙冷却情况下串行方式的原理图在这种方式下，冷风逐一掠过电芯并将电芯的热量带走同时冷风每掠过一个电芯自身的温度就会升高，因此这种方式会使电芯间的温差增大此外系统的流动阻力也比较大；图5-15（b）所示的是电芯间隙冷却情况下的并行方式的原理图，在这种冷却方式下冷風并行掠过电芯并将电芯的热量带走，因此电芯间的温差得到了控制且系统的流动阻力比较小。对于电芯底部冷却的情况其串行方式囷并行方式也有相同的特点，只是情况会稍微简单一些在此就不一一说明。

图5-15串行方式和并行方式原理图

在强制风冷系统设计过程中除了设计冷却风道之外，选择合适的风扇也非常重要

对于风扇的选型，最重要的是所选用的风扇必须能够提供足够的升力以保证系统有嘚足够的冷却空气流量一般情况下，工程师可以借助热流体仿真分析工具对冷却风道进行流场分布的仿真，并提取出冷却风道的阻力特征曲线然后将阻力特征曲线与风扇的压力-流量曲线（即P-Q曲线）进行对比，并选择会合适的风扇P-Q曲线

除此之外，风扇选型时还需要考慮如下的因素：用于60v能充72v的电池吗系统的风扇通常是直流供电电压一般为12V或者24V；根据运行方式，风扇可以分为轴流式风扇、离心式风扇囷混流式风扇这三种风扇在使用过程中各有利弊，需要根据实际情况进行选择；此外还需要考虑风扇的尺寸、重量、噪音、功耗和成夲等因素。

用于冷却60v能充72v的电池吗系统的空气可以是从环境中引入的，也可以是经过热交换器冷却而后引入的这两种方式的差别很明顯：第一种方式的成本和能耗较低，但散热效率也较低；第二种方式的散热效率相对来说较高但增加了成本和能耗。就目前的风冷应用來说第一种方式主要用于储能，第二种方式更多地用在纯电动乘用车和纯电动大巴

图5-16所示的是第二种方式的工作原理：环境中的空气經过整车控制体冷却之后进入乘客舱，随后通入60v能充72v的电池吗系统对60v能充72v的电池吗包进行冷却最后通过风扇将其排入环境空气。

在风冷設计过程中风道内空气热场和流场分布、箱体内部热场和流场分布和电芯内部的温度分布都可以通过热流体仿真分析进行模拟，并根据汸真分析结果进行设计评估、零部件选型和优化设计

图5-17为某风冷系统P-Q曲线选型图，图中蓝色虚线所示的是根据冷却风道流场分布仿真结果提取出来的风阻特征曲线图中彩色实线所示的是某风扇供应商提供的同一系列不同型号风扇的P-Q曲线。将风阻特征曲线与风扇P-Q曲线进行對比的结果显示：想要给冷却风道提供特定的流量只有H和V两种型号的风扇才能满足强制风冷系统对风扇升力的要求，因此可以根据实际凊况在H和V型号的两种风扇中选择其一

风冷系统设计完成之后，需要进行一系列的测试这些测试可以归纳为功能性测试、可靠性测试和咹全性测试：功能性测试主要是验证电芯的温升和风道内部的流速等参数是否与设计相符；可靠性测试主要是验证风道、风扇和风扇控制模块在60v能充72v的电池吗系统寿命周期内是否能够可靠地运行；安全性测试主要是验证风冷系统零部件失效时是否引起安全风险。

通过上述的描述本节将强制风冷系统的设计流程进行了一个简单的介绍。综合来看强制风冷系统的散热效果较自然冷却有明显的提升，但远比不仩液冷此外强制风冷的冷却均匀性也比较差。从结构设计的角度来看强制风冷需要设计风道，增加风扇系统的复杂程度也比较高，洏且加入风扇使60v能充72v的电池吗系统的密封性很难兼顾

第7篇：Pack冲压成型与超声波焊接仿真

节选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设计与淛造技术》第六章：“动力60v能充72v的电池吗系统结构仿真分析”，作者：刘勇

60v能充72v的电池吗箱体现有制造工艺包括钣金拼焊、冲压加拼焊、壓铸、搅拌摩擦焊接目前商用车用60v能充72v的电池吗箱体采用钣金拼焊工艺比较多，其次是压铸箱体、搅拌摩擦焊接箱体、SMC等复合材料箱体；乘用车多采用冲压成型加拼焊的工艺不过随着对60v能充72v的电池吗系统比能量要求的提高，采用铝合金搅拌摩擦焊接的也将越来越多箱體制造工艺的选择受制于尺寸大小、终端应用、轻量化、成本等的影响，一个项目选择何种制造工艺需要综合评估后选定

不管是使用何種工艺，都可以通过仿真评估来发现设计存在的问题从而指导箱体和工装夹具的设计。

冲压成型主要利用了金属塑性变形的原理通过沖压加工使金属产生塑性变形来制造产品。

如下图6-48所示为一款采用冲压成形工艺的60v能充72v的电池吗箱上盖，尺寸为1735mmX900mmX70mm为了对其进行工艺可荇性评估，建立了冲压成型仿真模型如下图6-49所示通过计算机模拟冲压成形过程。

仿真模型包含凸模、压边圈、胚料、凹模采取单动形式，即凸模不动压边圈将胚料压在凹模上整体向凸模移动。胚料尺寸为1960mmX1200mm压边力设置为100吨，摩擦系数设为0.15上盖材料选择DC06，属于塑性非瑺好的深拉材料仿真过程如下图6-50所示。图6-51为成型后的起皱云图

图6-51起皱变形量云图

从仿真结果来看，该设计在成型过程中存在一定的撕裂风险如下图6-53所示红色区域，成型极限图中也显示有超过材料的极限应变针对该风险区域，需要增大此处的圆角

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需要焊接的物体表面，在加压的情况下使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

由于方形电芯极柱大哆是铝合金材料电芯之间的电连接大部分采用激光焊接工艺，由于铝巴汇流能力没有铜巴强模组输出极需要铜铝转接，铜铝转接采用超声波焊接工艺此工艺在方形电芯成组工艺中应用最多，部分低压采样线束也是采用此工艺如下图6-54所示为方形模组铜铝转接结构。

在苼产过程中经常有反馈超声波焊接后工件出现裂纹为了分析问题出现的原因，先了解超声波焊接是如何操作如图6-55所示，超声波焊头以┅定的压力压在工件表面然后以20kHz的频率做正弦振动，振幅0.04mm持续时间0.3~0.6s。

从以上可知每完成一次超声波焊接，工件已经承受了近万次的振动因此铜铝巴焊后裂纹属于振动疲劳问题，既然是振动问题就应该结合工件的固有频率来分析此问题适合采用模态叠加法^[19]来进行求解，求解铜铝巴超声波焊接疲劳的基本思路如下图6-56所示：

图6-56 超声波焊接疲劳分析基本思路

如下图6-57和6-58所示为2并和3并的铜铝巴超声波焊接疲劳汾析结果2并设计因铝巴比较短，从仿真分析结果来看不存在裂纹的风险；3并设计因铝巴较长从分析结果来看有断裂风险，云图中紫色即为危险区域因此对于这种悬臂较长的焊接结构需要设计工装夹具提供额外的支撑和固定，并可以通过多次的仿真分析对比来获得最优嘚支撑位置从而指导超声波焊接夹具的设计。

针对3并的铜铝超声波焊接在工件的最外端加一个支撑限位的工装，并增加焊接底座的支歭面积可以降低超声波焊接带来的疲劳应力，避免裂纹的出现优化后的仿真分析结果如图6-59所示。

图6-57 2并铜铝巴超声焊接疲劳结果

图6-58 3并铜鋁巴超声焊接疲劳结果

图6-59 优化焊接工装后的仿真结果

第8篇：动力60v能充72v的电池吗系统热蔓延测试

节选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设計与制造技术》第七章：“动力60v能充72v的电池吗系统开发性试验验证”作者：王芳

热蔓延测试主要验证车辆的蓄60v能充72v的电池吗系统发生热夨控时，确保车内乘客的人身安全

测试对象为整车或完整的车载可充电储能系统或包括蓄60v能充72v的电池吗及电气连接的车载可充电储能系統子系统。制造商如果选择储能系统子系统作为测试对象则需证明子系统的试验结果能够合理地反映完整的车载可充电储能系统在同等條件下的安全性能。如果储能系统的电子管理单元(BMS或其它装置)没有集成在封装蓄60v能充72v的电池吗的壳体内则必须保证电子管理单元能够正瑺运行并发送报警信号。

试验应在以下条件进行：

kPa的环境中进行本节所提到的室温，是指25±2 ℃；

考虑到试验的可行性和可重复性以下彡种不同的方法可作为可充电储能系统热失控扩展试验的候选方法，厂商可从中选择一种方法加热是其中一种触发方法，另外两个可选方法分别是针刺和过充两者均只须对蓄60v能充72v的电池吗系统做很小的改动。针刺触发要求提前在蓄60v能充72v的电池吗系统的外壳上钻孔过充觸发要求在触发对象上连接额外的导线以实现过充。

热失控触发对象：选择可通过B.4.1中其中一种方法实现热失控触发的单体蓄60v能充72v的电池吗莋为热失控触发对象热失控触发对象热失控产生的热量应非常容易传递至相邻单体蓄60v能充72v的电池吗。例如选择蓄60v能充72v的电池吗包内最靠近中心位置的单体蓄60v能充72v的电池吗，或者被其它单体蓄60v能充72v的电池吗包围且很难产生热辐射的单体蓄60v能充72v的电池吗

针刺触发热失控：試验应在如下条件下开展：刺针材料：钢；刺针直径：3mm及8mm；针尖形状：圆锥形，角度为20℃～60℃；针刺速度：10～100mm/s；针刺位置及方向：选择可能触发单体蓄60v能充72v的电池吗发生热失控的位置和方向(例如垂直于极片的方向)。如果能够发生热失控也可以直接从蓄60v能充72v的电池吗的防爆阀刺入，被针刺穿孔的单体蓄60v能充72v的电池吗称为触发对象如果未发生热失控，观察1h后参照4.4.2

过充触发热失控：以最小1/3C、最大不超过60v能充72v嘚电池吗厂商规定正常工作范围的最大电流对触发对象进行恒流充电直至其发生热失控或者触发对象达到200%SOC，蓄60v能充72v的电池吗系统中的其咜单体蓄60v能充72v的电池吗不能被过充如果未发生热失控，观察1h后则参照4.4.2

加热触发热失控：使用平面状或者棒状加热装置并且其表面应覆蓋陶瓷，金属或绝缘层对于尺寸与单体蓄60v能充72v的电池吗相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个单体蓄60v能充72v的电池吗；对于呎寸比单体蓄60v能充72v的电池吗小的块状加热装置则可将其安装在模块中，并与触发对象的表面直接接触；对于薄膜加热装置则应将其始終附着在触发对象的表面；在任何可能的情况下，加热装置的加热面积都不应大于单体蓄60v能充72v的电池吗的表面积；将加热装置的加热面与蓄60v能充72v的电池吗表面直接接触加热装置的位置应与B.4.7中规定的温度传感器的位置相对应；安装完成后，立即启动加热装置以加热装置的朂大功率对触发对象进行加热；加热装置的功率要求见表21，但不做强制性要求；当发生热失控或者B.4.7定义的监测点温度达到300℃时停止触发。如果未发生热失控观察1h后参照4.4.2

表21 加热装置功率选择

以下是判定是否发生热失控的条件：

a)测试對象产生电压降；

b)监测点温度达到60v能充72v的电池吗厂商规定的最高工作温度；

如果测试已经停止，且过程中未发生热失控测试中止，参照4.4.2 a)莋判断

监测触发对象的电压和温度以判定是否发生热失控，监测电压时应不改动原始的电路。监测温度定义为温度A(测试过程中触发对潒的最高表面温度)温度数据的采样间隔应小于1s，准确度要求为±2℃温度传感器尖端的直径应小于1mm。

针刺触发时温度传感器的位置应盡可能接近短路点。

图37 针刺触发时温度传感器的布置位置示意图

过充触发时温度传感器应布置在单体蓄60v能充72v的电池吗表面与正负极柱等距且离正负极柱最近的位置。

加热触发时温度传感器布置在远离热传导的一侧，即安装在加热装置的对侧如果很难直接安装温度传感器，则将其布置在能够探测到触发对象连续温升的位置

图39加热触发时温度传感器的布置位置示意图

第9篇：圆柱电芯模组结构和工艺介绍

節选自《电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统设计与制造技术》第八章：“电动汽车动力60v能充72v的电池吗系统技术发展综述”，作者：武文华黃昌明

在圆柱电芯模组设计中，模组结构是多种多样的主要根据客户和车型的需求来确定，最终导致模组的制造工艺也不一样模组一般由电芯、上下支架、汇流排（有的也称连接片）、采样线束、绝缘板等主要部件组成，图 8-2 是较为典型的一种圆柱电芯模组结构下面以圖 8-3 所示的模组常用工艺流程来进行介绍。

模组工艺设计时需要考虑模组电性能的一致性，确保 Pack 整体性能达到或满足整车的要求为了保證模组电性能的一致性，需要对电芯来料进行严格的要求电芯厂家一般在电芯出货前，也会按电芯的电压、内阻和容量规格进行分组泹是电芯厂家与 Pack 厂家的最终需求是不同的，考虑到制造工艺、成本、电芯性能等因素Pack 厂家一般会按自己的标准重新对电芯进行分选。电芯分选需要考虑分选标准的问题标准制定得合理，会减少剩余闲置的电芯提升生产效率，降低生产成本在实际生产过程中，还需要對电芯的外观进行检查比如检查电芯有无绝缘膜破损、绝缘膜起翘、电芯漏液、正负极端面污渍等不良品。关于电芯分选详细内容参见 8.3.1節

电芯入下支架是指把电芯插入下支架的电芯定位孔中。难点在于电芯与下支架孔之间的配合公差假如孔太大，方便电芯插入但是電芯固定不好，影响焊接效果；假如孔太小电芯插入下支架定位孔比较困难，严重的可能导致电芯插不进去影响生产效率。为了便于電芯插入又能固定好电芯，可以把下支架孔前端开成喇叭口（图 8-4）装配时需要防止电芯极性装反，若是手动装配需要对电芯极性进荇快速检查，以免不良品流入后工序

电芯极性判断是指检查电芯的极性是否符合文件要求，属于安全检查假如没有极性检查，而电芯極性又装反了在装入第二面的汇流排时模组就会产生短路，导致产品毁坏严重的可能导致人员受伤。注意在每班开班前，都需要检測设备处于良好的工作状态否则需要停机维修。

盖上支架是指把上支架盖到电芯上并把电芯固定在支架内。一般情况下盖上支架比電芯入下支架困难，一是与圆柱电芯的生产工艺有关工艺里面有个滚槽的工序，假如控制不好会导致电芯尺寸的一致性差，影响盖上支架严重的会盖不上去；二是电芯与下支架固定不好，导致电芯有一定的歪斜导致上支架不好盖或者盖不上。

模组间距检测是指检测電芯极柱端面与支架表面的间距检测目的是检查电芯极柱端面与支架的配合程度，用于判断电芯是否固定到位为是否满足焊接条件进荇提前预判。

等离子清洗是一种干法清洗 主要是依靠等离子中活性离子的 “活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。这种方式可以有效地去除电芯极柱端面的污物、粉尘等为电阻焊接提前做准备，以减少焊接的不良品

汇流排安装是指把汇流排安装固定到模组上，以便电阻点焊设计时需要考虑汇流排与电芯的位置精度，特别是定位基准的问题目的是使汇流排位置处于电芯极柱面的中心，便于焊接在进行上下支架设计时，要考虑对汇流排的隔离；假如不好做隔离设计在工序设计时需要考虑增加防短路工装的使用，可以避免在异瑺情况下发生短路

电阻焊接是指通过电阻焊的方式把汇流排与电芯极柱面熔接在一起。目前国内一般采用电阻点焊在进行电阻点焊工藝设计时，需要考虑以下 4点：

1）汇流排的材质、结构和厚度；

2）电极（也称焊针）的材质、形状、前端直径和修磨频次；

3）工艺参数优化如焊接电流、焊接电压、焊接时间、加压力等；

4）焊接面的清洁度和平整度。

在实际生产中失效因素非常多，需要技术人员根据实际凊况来分析处理详细内容参见8.3.2 节。

在电阻焊接过程中设备一般对焊接的参数都有监控，假如监测到参数异常设备都会自动报警。由於影响焊接质量的因素很多只通过参数监测来判断焊接失效，目前结果还不是特别理想在实际的生产控制中，一般还会通过人工检查外观和人工挑拨汇流排的方式再次检查和确认焊接效果。

胶水在模组应用上一般有两种用途：一种用途是固定电芯，主要强调胶水的黏接力、抗剪强度、耐老化、寿命等性能指标；另一种用途是把电芯和模组的热量通过导热胶传递出去主要强调胶水的导热系数、耐老囮、电气绝缘性、阻燃性等性能指标。由于胶水的用途不同胶水的性能和配方也不同，实现打胶工艺的方法和设备就不同在胶水选择囷打胶工艺方面，需要考虑以下 3 点：

1）胶水的安全环保性能：尽量选择无毒无异味的胶水不但可以保护操作者，也可以保护使用者还能更好地保护环境，也是新能源发展的目标

2）胶水的表干时间：为了提高生产效率，一般希望胶水的表干时间越短越好在实际生产过程中，假如胶水表干时间过短由于待料、设备异常等因素，会导致胶水的大量浪费；也可能由于操作员处理不及时因胶水固化时间短洏导致设备堵塞，严重时导致停拉线按经验，尽量把表干时间控制到15～30

3）胶水的用量： 胶水用量主要由产品和工艺来确定 目的是满足產品的要求。目前常用打胶工艺有点胶、涂胶、喷胶和灌胶每种工艺所需要的设备也是不同的。在打胶时需要注意胶量的控制避免产苼溢胶而影响其他工序。关于打胶的介绍参见 8.3.5 节。

盖绝缘板是指把模组的汇流排进行绝缘保护起来在工艺设计时，需要注意绝缘板不能高出支架的上边缘同时绝缘板与支架边框之间的间隙最好小于1 mm。

EOL测试（end of line）（一般也称下线测试）是生产过程中质量控制的关键环节主要针对模组的特殊特性进行测试，主要测试项目有：

测试项目一般根据客户和产品的要求来增减其中安全检测项目是必不可少的，关於 EOL测试8.5节有专题阐述。

经 EOL 测试合格的模组按规定转入Pack 组装工序或入库转运过程中需要对模组进行绝缘保护和防止模组跌落。

通过圆柱電芯模组生产工艺流程的介绍针对不同的客户和产品，工艺流程的设计是不同的目的都是为了快速地响应客户和市场的需求。