防护品级,咱们常说的IP品级,防尘防水机能,目标是为了防止灰尘和水对电池包外部的电芯、电气元件、节制体系电路板等构成绝缘机能的影响,对金属器件的侵蚀;
布局掩护功效,构成一个封锁可控的空间,使得外部的元件防止遭到外力的挤压,掩护电芯不会遭到物理毁伤,不产生变形,在无限打击和振动环境中不会产生外部短路。有人提出一个名词“锂离子电池机器完整性”指电池在遭到机器过载前提下保持电池普通电化学功效的性子。能够说,锂离子电池机器完整性,是电池包箱体布局防护功效的最终目标了。
热防护功效,在无限空间内,减小乃至隔断外界环境温度对电池箱体外部电芯和电气机能的影响,保持公道的任务温度,最大化阐扬电池机能,耽误电池寿命。

防护品级,达不到防尘防水请求,则电芯和电气元件的环境前提处于不可控状况。在普通任务环境中,适量的灰尘,会下降电器件绝缘机能。与之联系关系的,电气空隙和爬电间隔,防护品级低的体系中,须要预留更大余量。湿度太高,除对绝缘机能产生影响之外,还会激发锂电池的自放电率回升,导体更轻易侵蚀。进而体系内阻回升,充放电进程中,将有更多的电量转化成欧姆热耗损掉。
电动汽车特别乘用车对防护品级的请求,另有一个更加要紧的考量,便是保障电池包在车辆渡水进程中的宁静。乘用车的底盘比拟低,而电池包自重很大,大局部都支配在底盘上面。这就使得它几近成了电动汽车上,除轮胎之外,间隔空中比来的局部。碰到大雨天气,电池包从泡泡水是很有能够产生的。一旦电池包外部进水,结果很是严峻。电池短路,产生大批反映热,激发锂电池热失控,短时辰开释更大能量,产生着火乃至爆炸也是很是有能够的。
布局防护,这个寄义比拟宽。起首是牢固,电芯串并在一路,经由进程布局件构成模组;模组串连构成一个完整的高压电源。这心电芯、电气元件、电毗连器件,物理地位都必须是绝对牢固的,才能确保各自具有公道空间不至于产生挤压、变形。是以,机构掩护须要完成对外部器件的完整靠得住的牢固功效。其次,是箱体不能有适量的变形。箱体变形必然带来对外部器件空间的挤压,单体电芯的形变,象征着外部正负极的间隔产生变更,设置间接贴合到一路,这便是内短路,结果必然会走到热失控。最初,是箱体不能呈现物理毁伤。也便是电池包箱体不能由于外力外物的感化,本身分裂了,乃至外物间接穿过箱体进入了电池包外部,这必定是布局防护的生效。曾呈现过如许的案例,一台电动汽车在路上开着开着,体系就报警了,强迫停在路边。厥后查抄发明,有一个头部不法则的铁棒刚好被后面的车辆压过弹起必然高度,待这两车颠末,间接插进电池包外部,一个典范的电池包箱体刺穿的故事。
热防护,这里的热防护,须要由箱体、热管理体系乃至须要隔热层设想等协同完成。电池包箱体,在这里起到的感化便是供给一个无限空间。锂电池普通的任务温度规模在-20℃-50℃之间,若是在这个规模之外的温度下任务,则会对电池带来危险。温度太低,充放电才能变差,若是强行充电更是会影响电池寿命。温度太高,超出一个边界(普通以为这个边界是电芯隔阂的消融温度),电池将不可挽回的产生热失控变乱。是以,给锂电池供给适合的任务温度,不可是阐扬其最好机能的须要,更是宁静的须要。
2 电池包箱体经由进程如何的手腕,去完成以上三种功效性请求?
防护品级
对动力电池包,防护品级请求 IP67,这是针对规范《GBT 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和体系 第3局部 宁静性请求与测试体例》海水浸泡的请求来的。IP67详细要做到甚么水平呢?6表现防尘品级,诠释为“尘密”,金属线没法进入;7是防水品级,诠释为“短时辰浸水”。
完成防护品级的体例,首要是对电池包箱体和上盖之间的接缝对接体例的设想和处置,并须要注重良多加工制作的细节对密封性的影响。
1)预留的防爆透风孔,用防水单向阀封堵;
2)电池箱体的上盖,下底都不能呈现裂缝、裂缝,比方穿透箱体接纳螺栓毗连的情势根基就不能用了;
3)凹凸压毗连器装置体例防护品级必须大于即是电池包的防护品级;
4)最首要也是最难的局部是设想上盖和下底之间打仗面的密封情势。差别材质的箱体,详细密封情势也不完整不异。钣金箱体,大多接纳钣金凹外型配合密封圈、密封泡棉等密封件的情势,也有的间接接纳密封胶处置。锻造箱体,能够在铸件上设想密封槽,配合密封圈,分歧性比拟好。须要申明的是,挑选详细密封外型和密封垫材质的时辰,除斟酌以后密封结果,还须要斟酌全部密封布局的寿命、加工制作的便利性和维修拆装的能够性。
布局防护
外部器件牢固的靠得住性,考查的是牢固布局设想的强度、刚度,是每个牢固体例的设想进程决议的;箱体全体的变形量,首要影响身分是电池包的在车体上的牢固体例和箱体布局设想的强度和刚度配合决议的;最初,抵抗外物打击的才能,这个纯洁是电池箱体裸露面的材质强度决议的。有人特地给轻易蒙受外物攻击的地位设想装甲掩护层。
热防护功效
热管理体系的挑选,在良多体系中都与防护品级存在抵触,在电池包这里也不破例。若是不报酬干涉干与,密封性越好,散热冷却的机能就越差。在防护品级有强迫请求的环境下,热管理须要在既定的防护品级根本长停止设想。
在初期电池包中,最常用的冷却体例是风冷。风冷天然须要电池包外部氛围与大气产生对流才行,是以,不能够完成此刻的IP67的防护品级请求。是以此刻的电池包,根基不能再斟酌纯洁的风冷计划(也有破例,听说有研讨设想了遇水能够自行封锁透风口的风冷体系,这个还比拟高科技,临时不在现实中利用)。
冷却的体例良多,相变资料冷却,热管冷却等都有人在停止研讨尝试。但以后比拟支流的仍是水冷体系。有研讨职员做过统计,绘制了一张表格,表现了以后一些支流国际车型的冷却计划,以下表所示。

除后面三大类请求之外,另有一个最近几年被愈来愈夸大的寻求,轻量化。电池包的一个摆在明面的查核目标便是体系能量密度,体系功率密度。这类目标,请求不能存储能量的局部,分量越小越好。进而呈现了良多替换传统钣金箱体的计划,除已被人们熟知的铝合金箱体之外,另有碳纤维箱体、玻璃钢箱体、特种塑料箱体等等,多种用于车身的替换资料,都在被研讨利用于电池包箱体的能够性。这些新资料,在批量不够的环境下,本钱都很是高。别的,箱体品质的削减,或多或少会带来布局强度的下降,须要咱们在二者之间做出衡量弃取。