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

電動(dòng)客車電池箱結(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22 引用標(biāo)準(zhǔn)23 定義2授課：XXX4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34.1 標(biāo)識(shí)34.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44.3 通風(fēng)與散熱44.4 絕緣與防水54.5 碰撞保護(hù)51 概 述 車載儲(chǔ)能裝置是電動(dòng)車的唯一能量來源，是電動(dòng)車輛性能的決定因素之一?，F(xiàn)在發(fā)展的車載儲(chǔ)能裝置以電池為主。因?yàn)檐囕d電源必須由數(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)包所含的條文是設(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)范適用使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本。 GB/T 18384.1-2001電動(dòng)汽車 安全要求 第1部分：車載儲(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)授課：XXX3 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)稱電壓力電化學(xué)偶的標(biāo)稱電壓。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 用來給動(dòng)力電路提供能量的所有電氣相連的蓄電池包的總成。3.5 蓄電池連接端子 battery conection terminal 位于蓄電池包殼體外的帶點(diǎn)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）和電底盤之間，或兩個(gè)電位不同的帶電部分之間的沿絕緣材料表面的最短距離。3.7 可導(dǎo)電部分 conductive part 能夠使電流通過的部件，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：乘用車的車身可能是輔助電路中的帶電部件，但對(duì)于動(dòng)力電路來說它是外露導(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?。授課：XXX3.10 電底盤 electrical 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)力單元和車載儲(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?？紤]到節(jié)省布置空間，并滿足汽車多變的運(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。授課：XXX圖2 電池箱的結(jié)構(gòu)4.3 通風(fēng)與散熱 部分種類的動(dòng)力蓄電池在充電和使用過程中有可能析出氣體。為防止爆炸、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)考慮下列問題： a）車輛的任何地方不得有潛在的危險(xiǎn)氣體的聚焦； b）不允許乘客艙及封閉的貨艙內(nèi)的危險(xiǎn)氣體超過一定的濃度； C）在電池箱設(shè)計(jì)的通風(fēng)道周圍不能存在火花源。 火法源指電接觸 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、開發(fā)火焰及光源等。 允許氣體的最大聚焦量應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 汽車持續(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：授課：XXX 1）進(jìn)風(fēng)口盡量位于車身風(fēng)源豐富，并且沒有其他熱源位置，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與乘客與電池的接觸。設(shè)計(jì)要求如下： 1）電池箱必須有效接觸，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)壽命周期內(nèi)，該絕緣電阻值除以動(dòng)力蓄電池的標(biāo)稱電壓U，所得值應(yīng)大于120/V。 2）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。授課：XXX 4）電池箱在車身的布置位置必須高于最小通過距離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、蓄電池包或其他部件(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)間保證電池組的過流斷開裝置切斷連接，并防止動(dòng)力電池組短路。 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正，謝謝!） 授課：XXX