基于新能源汽车电池包装配方案的研究

摘要：电池包作为最核心的零部件必须具备与车型相互匹配的结构。因不同车型之间的装配策略不同，造成电池包结构及装配策略差异较大而不能同时匹配多种车型。电池包装配必须借自动引导小车（AGV）和机械手的辅助才能保证装配的品质，装配难度较大。综上所言，新能源汽车的电池包装配策略方案优化，对生产线整车装配品质和电池包装配效率提高都具有十分重大的现实意义。

关键词：新能源汽车；电池；方案研究

一、新能源汽车结构类别

1、油电混合动力

HEV（Hybrid Electrical Vehicle）即油电混合动力新能源汽车，是兼具热动力源和电动力源的车型。热动力是通过汽油机和油箱提供动力，而电动力源是通过电机和电池包提供动力。车轮仍然是由发动机驱动，根据不同的驱动需求（起步阶段、加速阶段、减速阶段）由电机辅助发动机进行驱动。电机的作用是可以保持发动机始终在综合性能最佳状态下驱动汽车，从而做到降低油耗、节能减排的效果。除此之外，汽车启动行驶、刹车制动时，电池包便能以储存电能的方式发挥作用。由发动机将原本流失的能量和多余的能量转化成电能保存下来，再次供给发动机辅助驱动车轮。

2、插电混合动力

PHEV（Plug-in Hybrid Electrical Vehicle）即插电混合动力汽车，同样是兼具热动力源和电动力源的车型。同样热动力是通过汽油机和油箱提供动力，而电动力源是通过电机和电池包提供动力。插电混合动力汽车与有点混合动力汽车的不同点在于以下几个方面：

a、油电混合动力汽车的电池包容量更大，电机可以独立驱动行驶。电池包配有充电插口，可以进行充电并储存一定电量。电动力源系统和热动力源系统既可以可以像有点混合动力汽车一样协调作业也可以各自独立作业。

b、因自身工作模式的复杂性和多样性，运行中频繁切换运行模式，控制系统设计是集成整车的核心技术之一。荣威550、比亚迪秦/唐、丰田普锐斯是目前插电混合动力汽車的典型车型。

3、纯电动

EV（Electrical Vehicle）即纯电动汽车，其优势是噪音小、零排放、结构简单及运行平顺。只具备电池包和电机的电动力驱动能力。纯电动车的电池包可以通过外接插口充电并储存电能，驱动车轮时是通过电机控制器将电能转化成稳定的动能使用。电池包内储存的电能一旦消耗完毕，汽车无法继续驱动行驶。能量较高的锂电池是纯电动汽车不错的选择，磷酸铁锂和三元锂等都是常用的锂电池构造。

二、新能源汽车电池包结构分类

1、油电混合动力汽车电池包

仅需在起步、加速、制动阶段发挥辅助热动力源系统作业，不需要独立驱动汽车。电池包的质量轻、体积小，冷却系统简单，通常是自然通风冷却。一般电池包置于车辆后备箱位置，方便保养维护的同时也利于生产组装。

2、插电混合动力汽车电池包

因插电混合动力汽车需要具备电动力源独立运行系统，电池包需具备较大的储存容量，体积较大。各个厂商之间的电池包结构也略有不同，或是置于后备箱但通常置于地板下方位置。容量加持意味着模组和电芯的增加，其性能的一致性特别重要，必须匹配更为复杂的冷却液进行水冷循环。当电动力源系统独立工作时是需要高压电辅助作业，置于地板下方的电池包必须在涉水和碰撞角度严加防范。

3、纯电动汽车电池包

仅凭纯电力驱动的纯电动汽车电池包具有更强的储电功能，体积相对庞大，质量也较大。一般考虑安装和维修，置于车身地板下方在前悬架和后悬架之间。部分车型的电池包质量甚至可以达到整车的40%-50%。电池包是纯电动汽车的驱动核心，电池包的装配质量要求也最高。

三、电池包装配方案研究

1、油电混合动力汽车电池包装配方案

首先是机械手从两侧后车门送入并旋转放置到位，再由人工操作拧紧。并线生产中，装配过程参考总装车间生产线布置信息在最终线完成。在机械手操作过程中谨防对车身产生损坏刮伤，需先拆卸车门再进行作业。另外，装配过程中适当增加车身内立柱的包覆物可以更好保护车体。其次是机械手从后备箱移动电池包，机械手操作更为便捷。装配需保证不剐蹭后背门。同样做适当的包覆物和限位装置，保证装配过程顺利实现。

2、插电混合动力汽车电池包装配方案

装配过程参考总装车间生产线布置在底盘线完成。插电混合动力汽车以前置前驱结构为主，动力总成模块在底盘线完成装配并通过高压线束与电池包连接。所以电池包装配应在动力总成模块前完成，使用高压线束插接。电池包装配过程中需在工装上安装一主一副定位销，确保定位销、电池包、车身的精准位置。

四、结束语

新能源汽车产业正蓬勃发展，市场接受度越来越高。本文对国内三种主要新能源车型电池包装配策略的研究，对新能源汽车制造技术具有现实的参考意义。

参考文献：

[1]陈育伟. 我国新能源汽车动力电池标准体系研究[J]. 工程技术：全文版， 2016（10）：00213-00213.

[2]刘浩华. 新能源汽车关键零部件动力电池供应风险识别与评估研究[J]. 科技管理研究， 2016（24）：189-195.

[3]侯元元， 刘彤， 黄裕荣，等. 基于专利分析的电动汽车电池技术发展态势研究[J]. 科技管理研究， 2016， 36（22）：157-161.

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