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1、 電動客車電池箱結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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 3 4.1 標(biāo)識 3 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 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 車載儲能裝置是電動車的唯一能量來源，是電動車輛性能的決定因素之一。現(xiàn)在發(fā)展的車載儲能裝置以電池為主。因為車載電源必須由數(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，加之汽車的運行環(huán)境多變，對電池箱的散熱、防水、絕緣等設(shè)計要求很高。本規(guī)范將指導(dǎo)本公司電池箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 2 引用標(biāo)準(zhǔn) 在電池箱的設(shè)計中，下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文是設(shè)計的基礎(chǔ)指導(dǎo)，設(shè)計活動中必須及時關(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電動汽車 安全要求 第1部分：車載儲能裝置 GB 2893-2001 安全色 GB 2894-1996 安全標(biāo)志 GB 4208-1993 外殼防護(hù)等級（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 3 定義 3.1 單體蓄電池 battery cell 一種電化學(xué)能儲存裝置，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 放置在一個單獨的機械和電氣單

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 動力蓄電池 traction battery 用來給動力電路提供能量的所有電氣相連的蓄電池包的總稱。 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）和電底盤之間，或兩個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：本概念是針對特定的電路而言，一個電路中的帶電部件也許是另一個電路中的外露導(dǎo)體，例如：乘用車的車身可能是輔助電路中的帶電部件，但對于動力電路來說它是外露導(dǎo)體。 3.9 帶電部件 live part 正常使用時被通電的導(dǎo)體或?qū)щ姴考? 3.10 電底盤 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 動力單元 power unit 動力控制裝置和電機的組合。 3.13 動力系統(tǒng) power system 動力單元和車載儲能裝置的組合。 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1 標(biāo)識 電池箱體安裝在車輛上后對外的平整表面明顯標(biāo)識警告標(biāo)記，如下圖，并標(biāo)明動力蓄電池的化學(xué)類型。 圖1 電池箱表面警告標(biāo)志 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 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)上滿足足夠的強度

7、?？紤]到節(jié)省布置空間，并滿足汽車多變的運行環(huán)境，電池箱的設(shè)計推薦使用框架結(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 部分種類的動力蓄電池在充電和使用過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，電池箱中動力蓄電池產(chǎn)生氣體時應(yīng)考慮下列問題： a）車輛的任何地方不得有潛在危險氣體的聚集； b）不允許乘客艙及封閉的貨艙內(nèi)的危險氣體超過一定的濃度。 c）在電池箱設(shè)計的通風(fēng)通道周圍不能存在火花源。 火花源指——電

8、接觸 ——保險絲 ——接觸電刷 ——制動襯片 ——靜電放電 ——其他的火花源如香煙、開放火焰及光源等。 允許氣體的最大聚集量應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 汽車持續(xù)運行，尤其是長時間大負(fù)荷高速行駛，電池放電會同時釋放出大量熱量，為保證電池安全和使用壽命，電池箱必須具備良好的主動散熱能力。對于本公司設(shè)計的車輛一般采用風(fēng)冷方式散熱，通風(fēng)和散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則： 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)部通過擋板等導(dǎo)流方式引導(dǎo)內(nèi)部氣流流向，保證每個單體電池充

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和乘客與電池的接觸。設(shè)計要求如下： 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足夠的值。要求在動力蓄電池的整個壽命期內(nèi)，該絕緣電阻值除以動力蓄電池的標(biāo)稱電壓U，所得值應(yīng)大于120 Ω/V。 2）

10、 電池的兩級以及兩級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） 電池箱在車身的布置位置必須高于最小通過距離200mm以上，防止機械損傷和濺水。 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，設(shè)計應(yīng)滿足下列要求： a）如果動力蓄電池或蓄電池包安裝在乘客艙的外部，動力蓄電池、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)，電池箱的任何移動應(yīng)確保乘客的安全。 c）發(fā)生碰撞時，動力蓄電池、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，電池箱必須第一時間保證電池組的過流斷開裝置切斷連接，并防止動力電池組短路。 6