新能源汽車電池包安全性研究

薛志強(qiáng)

摘 要：新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成技術(shù)原理先進(jìn)且具有新技術(shù)新結(jié)構(gòu)的汽車?？v觀新能源汽車的發(fā)展史，我國在1996年就投產(chǎn)了純電動(dòng)汽車，隨著國家政策的支持，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，新能源汽車以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展取得了長足的進(jìn)步。在此過程中，新能源汽車電池包安全性制約著整個(gè)新能源汽車的發(fā)展。因此，針對(duì)新能源汽車電池包安全性進(jìn)行研究，能夠更好的指導(dǎo)新能源汽車技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;電池包;安全性

0 引言

新能源汽車包括純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車等等。純電動(dòng)汽車主要利用蓄電池作為動(dòng)力存儲(chǔ)，通過電池向電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使汽車前進(jìn)，當(dāng)前，純電動(dòng)汽車的電池主要有鉛酸電池、鎳鉻電池、鋰離子電池等等，新能源汽車發(fā)展的過程中，只有做好電池包的安全性，才能更好的推進(jìn)新能源汽車的發(fā)展。

1 新能源汽車常見結(jié)構(gòu)

（1）油電混動(dòng)汽車。油電混動(dòng)汽車具備兩種動(dòng)力來源，即傳統(tǒng)的汽油機(jī)動(dòng)力來源和電動(dòng)動(dòng)力來源，油電混動(dòng)汽車中，電機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)車輪，而是輔助發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行車輪驅(qū)動(dòng)，通過電機(jī)輔助，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持綜合性能最佳的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)降低油耗和節(jié)能減排的目標(biāo)。

（2）插電混動(dòng)汽車。與油電混動(dòng)汽車有所不同的是插電混動(dòng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，且電池包容量更大。另一方面，插電混動(dòng)汽車有充電插口，能夠通過外接電源獲得電能存儲(chǔ)。根據(jù)工作模式的不同，插電混動(dòng)汽車又可以分為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)結(jié)構(gòu)等等，因此技術(shù)和控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。

（3）純電動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車具有零排放噪音較小，運(yùn)行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)。純電動(dòng)汽車通過電池包加電機(jī)的動(dòng)力模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過外界電源獲得電能，并且通過電磁波將電能存儲(chǔ)起來，為汽車提供需要的動(dòng)力。

2 新能源汽車常見電池包結(jié)構(gòu)分類

（1）油電混合動(dòng)力汽車電池包。油電混合動(dòng)力汽車的電池包僅僅在起步、加速、自動(dòng)等輔助階段進(jìn)行工作，因此電池體積相對(duì)較小，質(zhì)量相對(duì)較輕，冷卻系統(tǒng)也較為簡單，由于電池包的體積不大，車內(nèi)有足夠的安裝空間，日常安全維護(hù)也更為簡單。

（2）插電混合動(dòng)力汽車電池包。插電混合動(dòng)力汽車電池相對(duì)較大，容量也有所增加，一般布局汽車的后備箱位置，由于容量的增加，對(duì)于其安全性更需要重視，在考慮其安全性的過程中要從涉水、碰撞、高溫等方面進(jìn)行考慮，并且給予相應(yīng)的防護(hù)。

（3）純電動(dòng)汽車電池包。純電動(dòng)汽車電池包的能量全部來源于電池。為了維護(hù)和拆裝的方便性一般都放置在汽車的地板下方，由于電池容量和體積的增加，僅電池包就占據(jù)了汽車質(zhì)量的40-50%。因此，純電動(dòng)汽車的電池包安全是汽車技術(shù)發(fā)展的重中之重。

3 新能源汽車電池包安全性

（1）絕緣電阻和絕緣電阻檢測(cè)的內(nèi)容。針對(duì)純電動(dòng)汽車而言，在進(jìn)行電池包安全性研究的過程中，首先要做好絕緣電阻，避免電池在使用過程中因?yàn)槔匣霈F(xiàn)漏電等現(xiàn)象。在進(jìn)行絕緣電阻研究的過程中，做好絕緣電阻檢測(cè)是十分必要的，在檢測(cè)的過程中，首先要測(cè)量電池包正負(fù)極對(duì)地電壓，接下來，在電壓較大的電器并入已知電阻，通過歐姆定律計(jì)算出電池包的絕緣電阻。

（2）做好電池包與操作人員的安全問題。安全問題是新能源汽車發(fā)展過程中的重要問題，電池包是新能源汽車的高壓源，一旦出現(xiàn)安全性問題不僅影響到乘駕人員的人身安全，甚至?xí)斐韶?cái)產(chǎn)損失，也有可能影響到車企的品牌形象。在電動(dòng)汽車裝配的過程中，電池包的安全性也是考慮的重要內(nèi)容，因此也要確保操作人員的安全。針對(duì)新能源汽車的電池包安全貫穿整個(gè)制造、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)等。在整車裝配完畢交付客戶使用全，要做好各種級(jí)別的檢測(cè)，這樣才能保證汽車在日常行駛中不會(huì)受到電池包安全性的威脅。

（3）電池包裝配方案是影響安全性的關(guān)鍵。油電混動(dòng)汽車的電池包裝配過程中，考慮到車內(nèi)空間狹小，機(jī)械臂在完成電池包放置之后，技術(shù)人員還要手動(dòng)將電池包移動(dòng)到位，出于安全性考慮，電池包和車身之間應(yīng)當(dāng)有限位裝置，一般將安裝支架做成限位凸臺(tái)，用于固定電池包。而插電汽車的電池包結(jié)構(gòu)不規(guī)則，在裝配過程中，在進(jìn)行裝配的過程中要增加定位銷，才能確保電池包的精確定位，并且根據(jù)電池的結(jié)構(gòu)，選擇合適的位置。純電動(dòng)汽車的電池包體積大，是影響汽車安全的主要因素，因此，電池包在裝配的過程中不僅要考慮到汽車的結(jié)構(gòu)，更要考慮電池配送、上件、運(yùn)輸?shù)雀鞣N因素，避免這些因素對(duì)電池造成損壞，在安裝過程中出現(xiàn)安全問題，或者安裝之后使用時(shí)出現(xiàn)問題。純電動(dòng)汽車的電池包安裝較為復(fù)雜，技術(shù)人員要確認(rèn)定位精準(zhǔn)，并且應(yīng)用定位銷進(jìn)行固定。

4 優(yōu)化新能源汽車電池包整車安全的方法

純電動(dòng)汽車的安全系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在電池，以及整車安全方面。首先，應(yīng)當(dāng)保證電池本身在受到機(jī)械沖擊、惡劣環(huán)境等各種影響下，都能保證其安全性，例如在電動(dòng)車受到撞擊或者涉水的情況下，要做好電池包的保護(hù)，才能避免因涉水帶來的短路或者因撞擊帶來的漏電等等。同時(shí)，要做好過度充電、過度放電、溫度過高等各種場(chǎng)景下的保護(hù)功能，保證電池包在此種情況下也能夠達(dá)到相應(yīng)的防護(hù)級(jí)別。

在對(duì)電池包的機(jī)械性保護(hù)評(píng)價(jià)、模擬碰撞、電池外包裝強(qiáng)度、抗擠壓等綜合性能進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中，都應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的措施維護(hù)。除此之外，要做好自身的防護(hù)性能和抗蝕作用，避免電池因自身設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題而引發(fā)的各類安全隱患。不僅如此，在模塊階段通過模塊封裝也要提高安全性，配備相應(yīng)的繼電器和熔斷器，才能保證車輛的安全性，避免因電池包問題對(duì)車輛造成安全隱患。

5 結(jié)語

電池包的安全性在新能源純電動(dòng)車裝配到交付客戶使用都是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，在電池包研發(fā)環(huán)節(jié)中就應(yīng)當(dāng)充分考慮到各種模式可能會(huì)造成的電池包失效，并且對(duì)電池包的研發(fā)進(jìn)行檢測(cè)，確保電池能達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?；谄囯姵匕鼘儆诟邏合到y(tǒng)，在研發(fā)和裝配階段要考慮其操作的安全性，除此之外，要考慮汽車在使用過程中可能會(huì)遇到的各種場(chǎng)景影響，進(jìn)而對(duì)電池包進(jìn)行相應(yīng)程度的優(yōu)化，這樣才能從整體上提高其安全性。

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