新能源汽車動(dòng)力電池模組的設(shè)計(jì)開發(fā)

新能源汽車動(dòng)力電池模組的設(shè)計(jì)開發(fā)摘要：近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。新能源汽車的出現(xiàn)進(jìn)一步降低了對傳統(tǒng)能源消耗其他類型依賴性，他主要結(jié)合相關(guān)可再生資源提供動(dòng)力，能明顯優(yōu)化汽車尾氣排放污染性，然后降低資源消費(fèi)，為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供動(dòng)力。將新能源汽車更快投入市場必須從汽車的電池作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)優(yōu)化，技術(shù)人員要注意電池的動(dòng)力壓差故障，找到其中存在的問題和原因?qū)⑵涓倪M(jìn)，提升電池壽命和質(zhì)量，從而促進(jìn)我國新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：新能源汽車；動(dòng)力；電池模組；設(shè)計(jì)開發(fā)引言在我國不斷發(fā)展與建設(shè)背景下，人們的物質(zhì)生活水平日益提升，以此為基礎(chǔ)汽車作為基礎(chǔ)出行需要工具深受人們歡迎，也給此行業(yè)帶來了全新發(fā)展機(jī)遇。但是對汽車行業(yè)也提出了更高要求，一方面要秉承節(jié)能環(huán)保原則開發(fā)新能源汽車減少能源消耗和污染，另一方面也要在汽車的整體性能上加以完善，并提高故障維修技術(shù)，以此來促進(jìn)我國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但是從目前中國新能源汽車動(dòng)力電池壓差故障和維修技術(shù)研究還是沒有達(dá)到理想水平，需要相關(guān)技術(shù)人員深入分析。本文先闡述了新能源汽車概念、新能源汽車動(dòng)力電池類型、新能源汽車動(dòng)力電池壓差故障的原因這幾個(gè)方面，然后又對新能源汽車動(dòng)力電池壓差故障維修技術(shù)和新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展趨勢展開討論，并提出了個(gè)人的見解。1新能源汽車概述新能源汽車的動(dòng)力大多都是通過常規(guī)燃料或者非常規(guī)原料，運(yùn)用了全新動(dòng)力措施，并結(jié)合動(dòng)力控制驅(qū)動(dòng)技術(shù)。當(dāng)前新能源汽車的類型大致有純電和混電兩種，這些汽車當(dāng)中整體結(jié)構(gòu)包含SV電池、充電器以及充電接口等等。電力系統(tǒng)發(fā)展完善推動(dòng)下，中國逐漸開始重視對電力資源的綜合開發(fā)利用研究，這為新能源汽車帶來了全新機(jī)遇。從整體上分析新能源汽車動(dòng)力來源大多是電池提供，其中的多個(gè)串聯(lián)單體電池結(jié)合到一起就是汽車中的電池結(jié)構(gòu)，它主要是為汽車提供動(dòng)力，但供電的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生壓差，如果在合理范圍內(nèi)的話并不會(huì)影響電池工作狀態(tài)，但如果電池動(dòng)力壓差狀態(tài)不穩(wěn)定，這不僅會(huì)影響使用，甚至造成相關(guān)故障出現(xiàn)，使維修難度有所提升。因?yàn)樾履茉雌嚭碗姵氐念愋筒煌?，所以電池串?lián)也有差異，從而導(dǎo)致壓差等級也各不相同，就像電池串聯(lián)數(shù)量增加壓差會(huì)變大，但是汽車整體動(dòng)力會(huì)有所不足。對此，技術(shù)人員要了解并掌握所有新能源汽車與電池類型，工作中讓壓差能控制合理范圍內(nèi)保障它的性能并降低故障出現(xiàn)幾率。2新能源汽車動(dòng)力電池壓差故障產(chǎn)生原因2.1單體電池串聯(lián)為了提升新能源汽車整體性能，電池作為核心裝置，它其中包含的諸多串聯(lián)電池，可為汽車提供電能，功能上可自由調(diào)節(jié)壓差。要是單體電池出現(xiàn)故障現(xiàn)象，就像電池容量降低或者漏電現(xiàn)象，這是電池壓差的常見問題，此時(shí)汽車便會(huì)出現(xiàn)故障現(xiàn)象。動(dòng)力電池串聯(lián)一旦硫酸鹽化情況出現(xiàn)的話，電壓便會(huì)降低，串聯(lián)其它電池也因此受到影響。維修技術(shù)人員對電池電壓和故障檢查，應(yīng)當(dāng)從電梯電池質(zhì)量這方面展開，必要的時(shí)候可以替換單體電池，將電壓控制標(biāo)準(zhǔn)范圍。2.2動(dòng)力電池配電銅排新能源汽車動(dòng)力電池內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，電池系統(tǒng)的管理必須展開優(yōu)化，現(xiàn)在中國很多企業(yè)沒有對動(dòng)力電池生產(chǎn)、維護(hù)保養(yǎng)和管理都缺乏中實(shí)行，因此電池系統(tǒng)管理器其中的配置時(shí)長出現(xiàn)故障，所以要設(shè)置配電銅排。通常配電銅排會(huì)連接電池裝配模組，它的作用是控制電池模組邊緣并防止漏電情況出現(xiàn)，也能對電池模組加以監(jiān)督管理，時(shí)刻洞悉工作狀態(tài)，合理控制電池壓差。如若配電銅排出現(xiàn)問題，會(huì)影響電池模組的正常工作狀態(tài)，尤其是汽車行駛過程中電池銅排與電池模組會(huì)不斷接觸，這樣一來配電筒排難以檢測到壓艙，十分不利于調(diào)整優(yōu)化，最終讓新能源汽車無法正常行駛。另外，配電銅排出現(xiàn)的質(zhì)量問題會(huì)讓電池模組壓差無法科學(xué)管控，維修人員工作中需要檢查他的質(zhì)量是否合格，接著是分析配電銅排與電池模組接觸有無不良情況。2.3動(dòng)力電池低壓線束新能源汽車動(dòng)力電池低壓線束可以搜索與分析單體電池狀態(tài)，比方說溫度、電壓，在采樣線束基礎(chǔ)上將單體電池與電池模組連接起來，然后采集溫度與電壓相關(guān)信息，最后向控制器傳遞過去，控制器能有效調(diào)整溫度和電壓值。低壓線束在電池中難免會(huì)出現(xiàn)一些故障，這些都會(huì)在不同程度上影響電池的壓差，導(dǎo)致電池壽命下降，運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定等等。所以維修人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真檢查，找到故障跟原所在，如若采樣線束有短路和斷路問題，需要將線束更換，要是因?yàn)榻佑|不良導(dǎo)致故障，應(yīng)改善線束擴(kuò)孔，然后再根據(jù)問題有針對性的處理。3動(dòng)力電池安全管理發(fā)展趨勢3.1機(jī)理分析到系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化在熱失控觸發(fā)及擴(kuò)展機(jī)理分析的基礎(chǔ)上建立電池?zé)岚踩Ｐ?，從材料、單體、系統(tǒng)多尺度開展系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，能有效降低動(dòng)力電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)或及時(shí)阻斷、延緩熱失控在電池組中的擴(kuò)展，因此將動(dòng)力電池系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)趨勢歸納為電池系統(tǒng)建模及防控技術(shù)研究。電池單體熱安全模型可分為化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型、單體熱失控集總參數(shù)模型和單體熱失控三維模型。熱失控反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型主要考慮電極材料及電解液分解、SEI膜分解與重生、電極材料與電解液之間的副反應(yīng)等，對電池材料的不同組合方式開展DSC測試，標(biāo)定不同材料組合各副反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，結(jié)合質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程和阿倫尼烏茲公式等，建立描述熱失控溫度變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。單體電池?zé)崾Э丶倕?shù)模型可實(shí)現(xiàn)電池?zé)崾Э剡^程的溫度、壓力和噴閥預(yù)測，三維模型還可預(yù)測熱失控在單體內(nèi)部的蔓延及溫度場演變過程。3.2被動(dòng)安全防護(hù)到主動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與維護(hù)動(dòng)力電池的被動(dòng)安全設(shè)計(jì)可為電池過充、內(nèi)短路和內(nèi)部壓力過大引起高溫時(shí)提供必要的安全防護(hù)以減少故障損失，卻不能有效避免電池安全事故達(dá)到防患于未然的目的。分析電池安全故障的特性與影響因素，綜合電池故障前異常特征，系統(tǒng)研究動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱失控預(yù)警與防護(hù)控制、熱失控后的延緩擴(kuò)散控制，開發(fā)主動(dòng)安全防護(hù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)被動(dòng)防護(hù)到主動(dòng)控制，為當(dāng)前研究開發(fā)高安全性動(dòng)力電池系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容，對于動(dòng)力電池系統(tǒng)其安全性取決于動(dòng)力電池單體、電池箱和電池管理系統(tǒng)三者之間的合理組合，因此實(shí)現(xiàn)主動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測提高電池系統(tǒng)的安全性，要通過保證以上三者的性能最優(yōu)。在基于大數(shù)據(jù)的動(dòng)力電池系統(tǒng)熱失控潛在故障預(yù)測方面，國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)初步開展了基于大數(shù)據(jù)的動(dòng)力電池故障挖掘和潛在故障分析。北京理工大學(xué)基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)和熵值方法提出了新能源汽車電池系統(tǒng)的安全預(yù)警方案，實(shí)現(xiàn)了溫度故障及其導(dǎo)致的熱失控診斷和預(yù)測;提出了基于多層次篩選算法的動(dòng)力電池單體電壓故障離群點(diǎn)識別方法，并進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證，對之后開展大數(shù)據(jù)技術(shù)動(dòng)力電池系統(tǒng)潛在故障分析的研究提供指導(dǎo)。融合大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法構(gòu)建動(dòng)力電池?zé)崾Э貪撛诠收吓卸ê皖A(yù)測方法，不僅提供先進(jìn)的理論和關(guān)鍵技術(shù)，還可為全面提升我國新能源汽車運(yùn)行安全水平、引領(lǐng)世界新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)語電池模組能量密度過高不僅對電池性能壽命有很大影響，而且也會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。本文從功能分析，結(jié)構(gòu)形式，生產(chǎn)工藝，質(zhì)量檢驗(yàn)和試驗(yàn)驗(yàn)證這幾個(gè)方面闡述新能源汽車動(dòng)力電池電池模組的開發(fā)設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程，產(chǎn)品通過質(zhì)量檢驗(yàn)、氣候環(huán)境類測試、機(jī)械強(qiáng)度類測試和安全法規(guī)類測試，保證電池模組在開發(fā)過程中能兼顧各方面考慮，滿足整車設(shè)計(jì)壽命和性能目標(biāo)。參考文獻(xiàn)叢曉英.新能源汽車動(dòng)力