[發明專利]一種軟包電池大模組結構設計方法

有效

• 申請號: 202110181379.0
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113013539B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 黃紅兵;徐澤華;黃佚
• 申請（專利權）人: 的盧技術有限公司
• 主分類號: H01M50/249
• 分類號: H01M50/249;H01M50/258;H01M50/289
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馬嚴龍

本發明屬于電動汽車技術領域，尤其是一種軟包電池大模組結構設計方法，首先依據電池系統的形狀，確定電池包的X,Y，Z向尺寸，然后以矩陣排布法，確定X向，Y向，Z向的模組數量，數量越少越好，最后反向計算，確定合理的電池尺寸區間，正向計算，確定大模組尺寸。本發明可提高電池系統能量密度，提高系統體積利用率，降低物料種類及數量，簡化生產工序，降低成本。

技術領域

本發明屬于電動汽車技術領域，涉及電池系統中軟包電池的模組結構，尤其涉及一種軟包電池大模組結構設計方法。

背景技術

電動汽車已是當今汽車技術發展主要趨勢，電動汽車的續航一直關注的焦點，因此電池系統作為電動汽車的能源來源，其能量密度是重點關注的參數。近年來動力電池行業一直推行標準化模組，以便在有限的電池包體積內能夠填充更多的能量。但由于各個汽車廠商給出的電池包尺寸不一，市場上流行的VDA355,390,590模組因為模組內包含的電芯數量只有12片或24片，電池模組的寬度或長度相對于整包系統來講尺寸較小，在電池包系統中無論X向或Y向都存在多個模組的排布，進行模組分布時，容易出現數量無法取整，導致大量空間浪費。模組數量越多排布時同時需要考慮模組間高壓線束，以及采樣線束的種類及數量越多，留給其空間越多，導致空間利用率不高，難以滿足客戶苛刻的能量需求。

發明內容

本發明針對目前由于電池模組尺寸固定，電池系統空間利用率低的的情況，提出一種軟包電池大模組結構設計方法以便充分的利用系統空間。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種軟包電池大模組結構設計方法，其中a-電池系統X向尺寸；b-電池系統Y向尺寸；c-電池系統Z向尺寸；d-加強梁寬度；e-模組安裝間隙；f-高低壓走線或安全空間；g-冷卻空間，具體包括以下步驟：

步驟1：假設電池系統為長方體結構，電池系統內部空間在X，Y，Z方向的尺寸分別為a,b,c；

步驟2：假設在X方向模組的數量為m個，在Y方向模組的數量為n個，在Z向的模組為k個，m≥1,n≥1,k≥1，且均為整數；按照矩陣式排布，為保證電池系統的結構強度，在電池系統內部空間的X向或/和Y向設置加強梁，加強梁的寬度為d,模組分別與加強梁和電池系統內壁之間具有安裝間隙，模組與電池系統內壁之間具有高低壓走線空間，設安裝間隙為e,高低壓走線空間為f，模組高度與電池系統在Z向長度之差為冷卻空間g，則模組在X向的長度尺寸為[a-(m-1)d-2m*e-mf]/m，在Y向的模組長度為[b-(n-1)d-2n*e-nf]/n，在Z向模組的長度尺寸:(c-kg)/k；

步驟3：按步驟2，分別給a,m,d,f進行賦值，得到模組在X向的長度尺寸，假設為h,且該長度為軟包電芯雙側出極耳方向，預留極耳所需的絕緣或機械方面的保護尺寸p，則電芯尺寸為j＝h-2p,假設現有技術水平下的電芯長度尺寸為L,若j＝h-2p≤L，則X向模組及電芯尺寸成立；若h-2p＞L，則需要增大m值，以縮短模組尺寸，滿足現有電芯的工藝長度；同理按步驟2得到模組在Y向的長度尺寸，假設為r,即為電芯的厚度方向，電芯數量為u,電芯膨脹率為q,包括緩沖空間尺寸與絕緣護板尺寸之和為t,則電芯厚度尺寸為i＝(r-t)/[u(1+q)]，假設現有工藝下的電芯厚度尺寸為T1-T2，(T2＞T1)若T1≤(r-t)/[u(1+q)]≤T2，則Y向模組及電芯厚度尺寸成立，若(r-t)/[u(1+q)]＜T1，則需減少電芯數量，將u值減少；若(r-t)/[u(1+q)]＞T2，則需增大電芯數量，將u值增大；同理按步驟2得到模組在Z向的長度尺寸，假設為s,即為電芯的寬度方向，模組中電芯寬度單方向的保護尺寸為v,現有工藝下電芯的寬度尺寸為w,若o＝(s-2v)≤w,則Z向模組及電芯寬度尺寸成立；若o＝(s-2v)＞w，則需要對k值增加，減小電芯寬度；

步驟4：按步驟3推算出電芯的長度尺寸、厚度尺寸以及寬度尺寸區間；模組X方向的長度h＝j+2p，j為取整的電芯長度尺寸；模組Y方向的長度r＝i*u*(1+q)+t，i為取整的電芯厚度尺寸，模組Z方向的長度s＝o+2v，o為取整的電芯寬度尺寸。