新能源汽車電池包裝配方案的研究

王威

【摘要】由于新能源汽車的結(jié)構(gòu)和類型差異較大，作為新能源汽車核心的電池組結(jié)構(gòu)也存在明顯差異，這對整車生產(chǎn)線的裝配工藝有一定的影響。文章通過對新能源汽車電池組常見結(jié)構(gòu)的梳理和總結(jié)，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)電池組的特點，分別優(yōu)化了裝配策略和定位方案。同時，簡要介紹了必要的加工設備，對電池組的設計和裝配過程有較大的參考價值。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車：電池包；裝配策略

一、新能源汽車常見結(jié)構(gòu)分類

（一）油電混合動力汽車

油電混合動力汽車是一種同時具有兩種動力來源的汽車，一種是熱動力來源，另一種是動力來源。在混合動力汽車中使用電機，可以根據(jù)不同工況（如起動、加速、減速等）由電機驅(qū)動，使發(fā)動機始終保持在最佳綜合性能工況，以達到降低油耗和減排的目的。

（二）插電混合動力汽車

插電式混合動力汽車是同時擁有兩種能源的汽車———熱能（汽油發(fā)動機和油箱）和電力（馬達和電池組）。插電式混合動力車與油電混合動力車的主要區(qū)別在于：一是該電機可自行直接驅(qū)動，電池容量大于油電混合動力汽車。電池組+電機在純電動模式下運行一定里程。二是車身裝有充電插座，電池組通過外部電源獲取電能并儲存在電池組中。兩套系統(tǒng)可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以獨立工作驅(qū)動車輛，并且根據(jù)不同的日常運行情況，兩套電力系統(tǒng)也需要相互切換工作。由于需要考慮這兩個動力系統(tǒng)，車輛的零部件比汽油車多，車輛布局更緊湊。

（三）純電動汽車

純電動汽車具有零排放、運行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單的特點，相較于上述兩款新能源汽車有所區(qū)別，只有一個功率輸出系統(tǒng)，即電池組+電機功率模式驅(qū)動整車，電池組通過外部充電插座補充電能，并存儲在電能中。在電池組中，必要時由電機控制器控制，由電機輸出機械能驅(qū)動車輪。為了滿足汽車的日常駕駛需求，電池容量應該足夠大，并且使用高能量的鋰電池在純電動模式下實現(xiàn)長距離行駛，如果在行駛過程中電池電量消耗大，汽車就不能繼續(xù)行駛。由于純電動汽車只有一個動力系統(tǒng)，布局空間比較充足，但考慮到電池組的體積較大，經(jīng)常放置在車身底板下面。

二、新能源汽車常見電池包的結(jié)構(gòu)分類

（一）油電混合動力汽車電池包

針對油電混合動力汽車的特點，電池組只在啟動、加速、制動等特殊階段工作，因此電池組體積小、重量輕。目前，市場上油電混合動力汽車的電池組多為鎳氫電池，冷卻系統(tǒng)相對簡單。自然通風冷卻裝置通常用于冷卻，它的體積很小，在車里的空間可以滿足布局要求，所以它經(jīng)常被放在汽車座位的后面位置，這有利于生產(chǎn)組裝，也方便日常維護與檢修。

（二）插電混合動力汽車電池包

插電式混合動力汽車具有純電動工作功能，因此其電池容量較大，電池組的尺寸也較大，許多型號的電池組設計在地板下通道。其內(nèi)部一致性非常重要，而且加熱強度高。使用水冷循環(huán)是必要的，還需要增加保護功能，防止涉水和碰撞造成的安全問題。

（三）純電動汽車電池包

純電動汽車完全依靠電池組中的能量來運轉(zhuǎn)，所以它的電池組非常大，一般布置在車身的地板下，前后懸架之間。此外，電池組的重量非常大，約占車輛質(zhì)量的1/3，有些型號達到1/2。因此，電池組裝配質(zhì)量的穩(wěn)定性對整車性能有重要影響。

三、電池包裝配方案研究

（一）油電混合動力汽車電池包裝配方案

首先，機械手從兩側(cè)的后門進入并旋轉(zhuǎn)到位，然后通過手動操作擰緊。在裝配線生產(chǎn)中，裝配過程是由裝配線生產(chǎn)線在最終生產(chǎn)線上的布局信息來參考的。在機械手操作過程中，應注意防止損傷和刮傷車身。首先，我們需要把門拆開，然后再做這項工作。其次，機械手將電池組從后備箱中取出，使機械手操作更方便。裝配時應確保后門不被磨擦，并做好適當?shù)耐垦b和限位裝置，確保裝配過程的順利進行。

（二）插電混合動力汽車電池包裝配方案

裝配過程參照設置在底盤線上的裝配車間生產(chǎn)線。插電式混合動力汽車主要由前置驅(qū)動結(jié)構(gòu)組成，在底盤線組裝，并通過高壓線束與電池組相連。因此，電池組應在動力總成模塊前完成，使用高壓線束。在電池的包裝和匹配過程中，模具上應安裝主定位銷和對定位銷，以保證定位銷、電池組和車身的精確位置。

（三）純電動汽車電池包裝配方案

純電動汽車的電池組較大時，必須借助AGV進行裝配。由于電池組直接固定在閥體下方，裝配過程應由AGV工裝進行，實現(xiàn)一次性到位吊裝，然后緊固其他螺栓的裝配策略。通過對比裝配車間生產(chǎn)線的布局，可知裝配必須在底盤線上完成。鑒于傳統(tǒng)車間底盤線的工作站數(shù)量相對較少，在確定電池封裝策略之前，有必要先分析需要增加的AGV汽車數(shù)量并確定其軌跡。同時，由于電池組體積較大，也有必要這樣做。考慮電池包裝線旁的分布、上部零件、運輸?shù)纫蛩?，避免運輸過程中對周圍材料的干擾，影響裝配方案的實施。

四、結(jié)語

隨著新能源汽車、汽車、電子和其他技術(shù)的核心部件不斷改進，對社區(qū)的認識將逐步提高，其市場份額將越來越大。

參考文獻

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