新能源重型载货汽车动力电池布置及其模块化设计
摘要：锂离子动力电池作为当前电动汽车的主要动力来源，在电动车辆的设计开发中具有举足轻重的作用，其在整车上的布置方式，以及与整车的性能匹配等，密切关系到整车各项性能指标的达成。本文以纯电动、混合动力中重型载货汽车为载体，阐述了动力电池在车辆上的不同布置方式对整车的影响，并尝试构建了一种采用紧凑的堆叠式结构、模块化且可分拆组合的电池包设计。该电池包设计方式同时兼顾了纯电动中重型载货汽车对动力电池的需求，并且可以比较方便地拓展至轻卡、巴士等商用车应用领域，有效降低了电池包结构复杂程度及零部件数量，对于电池包生产效率与可靠性的提高及成本降低将起到一定的推动作用。
关键词：重型载货汽车；动力电池；模块化设计
引言
在碳战略、密集污染控制和污染控制以及改进新能源汽车(如多馀的电动汽车)政策的框架内， 国家制定了《新能源汽车工业发展计划》(2021-2035年)等政策，其中明确规定加快替
代电力基础设施的建设，鼓励采用替代电力模式，以支持车辆的研究、开发和应用 3 .为了研究重型电动汽车的发展趋势和方向，本文分析了重型电动汽车技术的发展情况、应用现状、电力充电和替代设施的发展情况以及潜在的问题、风险和发展趋势。
模块化电源
1电动重型载货汽车特点与技术发展现状
重型汽车电动汽车在减少二氧化碳排放、运行和节约能源成本方面具有一定的优势。凭借静电放电、低噪音、低震动和易于更换等特性，您可以大幅提升旅行体验。在一些应用示例中，能源成本明显低于汽车的能源成本，因此非常经济实惠。机动车辆的主要技术是电池、发动机和电力。电池的价格、续航时间、充电时间和安全性限制了整辆车的增长。电动汽车需要高密度、快速充电、深度放电、长寿命、高安全性、低成本、低维护性、低环境影响和回收利用。机动车氢氟碳锂离子电池目前面向磷锂离子电池，因为它们比锂离子电池具有优势，成本低。但磷锂离子电池的理论能量密度约为160瓦时/千克，导致技术功能有限。采用磁体、电磁、热耦合优化和超导非晶材料，可将电机功率密度提高到95%。发动机效率目前为3.8-4.0 kw/kg。电机控制器用于通过输出电流、电压和频率控制电机的转速和转矩。随着自动化技术、电气工程和计算机控制技术的发展，电动汽车已经成熟，电动系统也已经成熟，采用MOSFET和IGBT算法。
2影响动力电池包安全性的因素
电动汽车安全事故的影响是由于电池袋的滥用，通常分为机械、电气和热滥用三类，其中机械和电气滥用较多，但热量浪费直接导致故障。电池的机械滥用，例如b .电池袋的放置和易操作性可能会导致电池堵塞和严重变形，从而在与车辆碰撞时造成安全问题。因此，碰撞时发生的短路(90%以上)发生在不受控制的电池充电状态的主要触发条件下，事故可能导致烟雾、火灾和爆炸，而新能源汽车自行点火时很少发生这种情况。(1)电池布置。为了避免电池匣的底部，架子两侧有四个电池。汽车的动力电池几乎复盖了大部分底板。大多数电动汽车安装在底板下，因为电池底部受车身边缘较小距离的保护，但电池尺寸不受车身结构的保护，在碰撞或撞击时容易被压坏，从而增加了烟雾、火灾和爆炸的风险。(2)轻量级技术。新型汽车尽可能轻而易举地满足轻技术要求，尽量减少电池包装，使内部模块和高压元件的保护不足，可能出现热故障等问题。
3新能源重型载货汽车动力电池布置及其模块化设计
3.1密封壳体防水
密封存储模块以防止存储模块中的水燃烧电池堆和其他元素。1)密封前准备。a .环境要求。在25 ~ 35 c . b .的环境中做好准备，将电池盒放入40℃高温低温箱中，保持0.5h以上的热量，密封前取出，立即密封。2)密封胶比。密封胶由oakley公司提供，分为胶a和胶b。胶a和胶b在使用时的比例为4:1，使用前混合均匀。3)密封作业。a .取出温度维持在0.5h ~ 40c以上的电池盖后，将其放在水平板上，用注射器将20mL密封胶接好，均匀注入电池盖的密封槽中，然后用针在槽d上刮出一个圈b .取出温度大于0.5h ~ 40c的绝缘电池组后，应将其放回电池组，将电池组开口部分放入密封槽中，翻转过程较轻，以免电池组和电池组损坏。c .将重物放在反向壳体顶部并均匀放置，以避免壳体承受不均匀的力。禁止再次移动电池盒。d . 0.5h休息后，需在界面处重新灌装胶，填料胶量约为密封胶部分的三分之二。e .填充胶水后，只需保持24小时不动。
3.2模块化设计应用
与当前多采用分散式布置的主流商用车电池包产品相比，本文所阐述的模块化设计方案主要具有如下特点：（1）零部件种类减少、通用性加强，有助于零部件规模化采购，从而降低采购成本；（2）零部件数量减少，电池包之间的高、低压连接器以及线束、部分结构件可
减少或取消，易于实现电池包轻量化，有助于提高质量比能量密度；（3）模块与模块之间在结构上互为依托形成统一整体，在刚度、模态表现上优于分散式布置的电池包，结构紧凑、体积比能量密度高，系统结构安全性增强；（4）贯彻平台化设计理念，电池包可拓展性强，为后续系列化产品开发预留性能升级空间；（5）电池包与外界环境接触面积减小，有助于提高电池热管理系统效率；（6）电池包可线下组装完成后整体装车，安装便利性增加且安装点数量减少，整车底盘结构简化，有助于实现整车轻量化设计。
3.3换电模式
分开电动汽车可以大大降低购买汽车的成本，因为客户只购买汽车车身而不购买电池。在沿海港口、大型物流水域、矿区等使用的地图上表现优异，每天更多；电池容量大，充电时间长。这种转变提高了正常运行时间，并实现了业务连续性。电池片的通用容量为282kWh，150 ~ 200km/h，计算为每天300 ~ 200km/h，每天补充两次，快速补充1 ~ 1.5h/h，快速补充，与快速更换相比，驾驶员的盈利能力提高了2 ~ 3h。电池由运营商统一管理，并在合适的温度下以均匀稳定的电流充电，从而提高电池的安全系数。专业电池企业可以利用峰值电流价格和错误充电时间的优势，最大限度地提高经济效益，最大限度地减少峰值负载带来的
社会效益。预计今后可能会出现电网更换的网络订阅，所有者通过相关软件提供更换电路的需求，根据需要更换电网，提供简单的交流电源，或者促进新产业的形成。
结束语
当前，电动汽车平台化开发已逐渐成为主流趋势，越来越多的整车企业选择从电动车固有特性出发打造有别于燃油车的整车开发平台，这其中，乘用车企业首当其冲走在技术前沿，在此影响下，中重型载货汽车的电动化平台开发初露端倪，方兴未艾。纯电动商用车由于动力电池价值较高、体积及重量较大，应当作为平台开发的核心部件。对于混合动力商用车，目前则多借用原传统燃油汽车底盘进行“油改电”，虽然开发成本较低，但是对比原燃油动力车型，由于重心改变、重量上升，整车性能会有所下降。当前，愈来愈多的新能源商用车企业已意识到这个问题，相信未来两三年内会逐渐涌现出一批正向开发的纯电动或者“油电”“氢电”混合动力载重汽车专用平台。
参考文献
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