新エネルギー車でバッテリーパックはどのような役割を果たしますか？

パワーバッテリーシステムの設計は、車両の電力要件およびその他の設計を満たすことを前提としています。同時に、バッテリーシステムの内部構造と安全性、および管理設計についても考慮する必要があります。設計プロセスは、車両の設計要件の決定、車両の電力とエネルギーの要件の決定、適切なバッテリーの選択とマッチング、バッテリーモジュールの組み合わせ構造の決定、バッテリー管理システムの決定、システム設計、シミュレーション、および特定のテスト検証。

バッテリーパックハウジングの設計要件

バッテリーパックケースは、バッテリーモジュールのキャリアとして機能し、バッテリーモジュールの安全な操作と保護において重要な役割を果たします。その設計は、主に材料、表面腐食保護、絶縁処理、製品識別などに基づいています。

電気機器エンクロージャの強度と剛性の要件およびIP67設計要件を満たし、衝突保護を提供するために、ボックス内のバッテリーモジュールは底板に定着し、ハーネスの方向は合理的で美しく、信頼性があります。

1.一般的な要件

（1）メンテナンスの利便性があります。

（2）車両の衝突や電池の自己発火などの事故が発生した場合は、火工品、液体、気体などの侵入を防ぐための構造や保護対策を検討することをお勧めします。

（3）バッテリーボックスは、保険、電力線、収集線、およびさまざまな検知要素を設置するための十分なスペースと固定された基礎を残して、銘板と安全マークのレイアウト位置を残しておく必要があります。

（4）基本絶縁が無限大のすべてのジョイント、端子、および電気接点を保護する必要があります。ジョイント、端子、および電気接点が結合された後、GB4208-2008保護クラス3の要件が満たされる必要があります。

2、外観とサイズ

（1）外面に傷や変形などの明らかな欠陥がなく、表面コーティング層が均一である。

（2）部品はしっかりと固定されており、錆、バリ、ひび割れなどの欠陥がありません。

3、機械的強度

（1）耐振動性と耐衝撃性。試験後、固定部品の機械的損傷、変形、緩みがあってはなりません。ロック装置が損傷してはいけません。

（2）ロック装置で固定されたバッテリーボックスを取ります。ロック装置は信頼性が高く、誤動作防止対策が施されている必要があります。

4、安全要件

（1）試験後、バッテリーボックスの保護レベルはIP55以上です。

（2）人員の感電保護は、関連する要件に準拠するものとします。

バッテリーパックハウジングの選択

バッテリーケースは、一般的に車体下部に搭載される新エネルギー車用パワーバッテリーのキャリアであり、主にリチウム電池が外部からの衝突や押し出しによる損傷から保護するために使用されます。

従来の車両用バッテリーケースは、鋼板またはアルミニウム合金から鋳造されています。次に、表面にスプレーコーティングを施します。自動車の省エネ、環境保護、軽量化の進展に伴い、ガラス繊維強化複合材料、SMCシート材料、炭素繊維強化複合材料など、さまざまな軽量材料がバッテリーケーシング材料に登場しました。

スチールハウジング。スチール製のバッテリーケースは、最も独創的なパワーバッテリーケースの素材であり、通常は鋳鋼で溶接されています。高強度、高剛性、重量感。表面は、長期間の高温条件下で優れた防食効果を発揮するように、防食処理を施す必要があります。

アルミニウム合金ハウジング。自動車用パワーバッテリーパックは、加工が容易で、高温耐食性、優れた熱伝達、導電性を備えたアルミニウム合金材料で作られています。アルミ合金シェル（シェルカバーを除く）は一度に伸ばすことができます。ステンレス鋼と比較して、底部溶接プロセスを省略でき、溶接中に金属元素の燃焼による冷風品質の問題が発生しません。また、アルミ合金製ハウジングには以下の4つのメリットがあります。

（1）長寿命。アルミニウム合金シェルのシミュレートされたエージングテストは、その耐用年数が20年以上であり、金属などの従来の材料をはるかに超えていることを示しています。

（2）難燃性、無煙、無毒。アルミニウム合金材料の難燃性グレードはFV0に達する可能性があり、発煙レベルは高温燃焼下で最大15グレードであり、煙は無毒であり、毒性レベルはZA1（準安全レベル1）です。

（3）防爆性能。防爆装置は、パワーバッテリーのアルミニウムバッテリーカバーに特別に装備されています。バッテリーコアの内圧が大きすぎると、防爆装置が自動的に圧力開放を開き、爆発を防ぎます。

（4）アンチエイジング特性。金属材料の中でも、アルミニウムは優れた老化防止特性を持っています。気候ゾーンの位置が異なり、表面の最大エージング厚さが20年未満の50μmのあることがアンチエイジング性能試験を示します。ほとんどのキャビネットの最小厚さは5mmで、キャビネットの厚さの1％未満であるため、キャビネットの機械的特性に大きな影響はありません。

SMCは素材に適合しています。つまり、主原料であるシート成形コンパウンドは、GF（特殊糸）、UP（不飽和樹脂）、低収縮添加剤、MD（フィラー）、各種添加剤で構成されています。以下の7つの主要な機能があります。

（1）良好な電気的性能。 SMC準拠の材料は、優れた電気絶縁性を備えているだけでなく、高周波で優れた誘電特性を維持し、電磁効果の影響を受けず、電磁波を反射しません。

（2）耐薬品性。 SMC適合材料は、酸、アルカリ、塩、有機溶剤、海水などに対して優れた耐食性を備えていますが、金属材料は酸や海水に対して耐性がありません。

（3）軽量で丈夫。 SMCは、鋼に匹敵する材料の比弾性率に準拠していますが、その比強度は鋼の4倍に達する可能性があります。

（4）ノッチ感度。繊維の破損が少ない過負荷が発生すると、負荷が急速に分散され、破損した繊維の機械的バランスが回復します。これは金属部品とは比較になりません。

（5）熱伝導率が低く、膨張係数が小さい。温度差がある場合に発生する熱応力は、金属よりもはるかに小さくなります。

（6）耐紫外線性、耐老化性に優れています。表面の厚さをエージング最大値は20歳未満の50μmです。ほとんどのキャビネットの最小厚さは5mmで、キャビネットの厚さの1％未満であるため、キャビネットの機械的特性に大きな影響はありません。

（7）優れた耐疲労性能。 SMC複合材料の引張強度は、鋼の引張強度よりもわずかに優れています。鋼およびほとんどの金属材料の耐疲労性は、一般にこの値よりも高く、最大70％〜80％です。

炭素繊維強化複合材料は、自動車の軽量開発を解決するための効果的な方法の1つです。現在、炭素繊維複合材料は、従来の金属電池ケースの理想的な代替品になっています。炭素繊維の密度は、金属材料と比較して約1.7 g / cm3です。引張強さ3000MPa、弾性率230GPa、軽量、高強度、高温耐性、摩擦抵抗、耐衝撃性、低熱膨張係数。

鋼の密度は7.85g / cm3、引張強度は300-600MPa、弾性率は190GPa、比熱容量は0.42J /（KG.K）、熱膨張係数は10.6-1.22 × 10-6 / ° C、そしてその密度は炭素繊維よりも高いです。多くの場合、引張強度は炭素繊維ほど良くありません。アルミ密度は2.7g / cm3、引張強度は110-136MPaで、鋼より軽量ですが強度が低く、安全性能がやや劣ります。

さらに、炭素繊維複合材料は、耐衝撃性、シーリング、および軽量化において絶対的な利点があります。