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锂离子电池的安全性能要求与电池包设计锂离子电池是一种高能量密度的化学能储存装置，广泛应用于电动车、便携式电子设备等领域。
然而，由于其内部结构和化学特性的原因，锂离子电池也存在着一定的安全风险。
为了确保使用锂离子电池的安全性，制定了一系列的安全性能要求和电池包设计规范。
本文将详细介绍锂离子电池的安全性能要求以及电池包的设计。
首先，锂离子电池的安全性能要求主要包括以下几个方面：1. 电芯安全性：电芯是锂离子电池的核心组件，其安全性直接关系到整个电池的使用安全。
为确保电芯的安全性，要求电芯具有耐高温、耐压、耐穿刺等特性，并且能够正常工作在指定的工作温度范围内。
2. 短路防护：电池内部的正负极之间短路是一种常见的安全隐患，易导致电池过热、爆炸等问题。
因此，电池应具备有效的短路防护机制，如内置保险丝、熔断器等，确保在短路情况下能迅速切断电流，避免发生严重的事故。
3. 过充过放保护：过充过放是锂离子电池使用过程中常见的失控情况，会导致电池内部化学反应异常，引发爆炸、火灾等安全问题。
因此，电池应配备过充过放保护装置，能够及时检测和切断过充过放的电流，保持电池在安全的电压范围内工作。
4. 温度管理：温度过高是导致电池安全性下降的重要因素之一。
电池应具备良好的热管理系统，通过传感器监测和控制电池温度，防止温度过高引发电池内部化学反应失控。
5. 安全标识：为了提醒用户注意电池的安全使用，电池应标注清晰的安全标识，如禁止放入火源、避免高温、勿外力挤压等。
除了安全性能要求外，电池包的设计也是确保电池安全性的重要环节。
以下是电池包设计中需要考虑的几个关键因素：1. 结构设计：电池包的结构设计应尽量避免电芯短路、挤压等安全隐患。
同时，还应考虑到电芯的散热需求，采用散热片、散热风扇等散热结构，保证电池包在工作中的温度控制。
2. 电池管理系统（BMS）：BMS是电池包的关键部分，负责监测和控制电池的电流、电压、温度等参数。
BMS应具备过充过放保护、温度监测、短路保护等功能，确保电池包在安全的范围内工作。
电池包壳体设计要求与选材电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过壳体包络构成电池包主体。
模块化的结构设计实现了电芯的集成，通过热管理设计与仿真优化电池的安全保护及连接路径；通过BMS实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换。
电池包组成主要包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、壳体和BMS。
动力电池系统设计要以满足整车的动力要求和其他设计为前提。
同时要考虑电池系统自身的内部结构和安全及管理设计等方面。
设计流程为：确定整车设计要求、确定车辆功率及能量要求、选择匹配合适的电芯、确定电池模块的组合结构、确定电池管理系统及设管理系统设计、仿真模拟及具体试验验证。
电池包壳体设计要求电池包壳体作为电池模块的承载体，对电池模块的安全工作和防护起着关键作用。
其外观设计主要从材质、表面防腐蚀、绝缘处理、产品标识等方面经行。
要满足强度刚度要求和电器设备外壳防护等级IP67设计要求并且提供碰撞保护，箱内电池模块在底板生根，线束走向合理、美观且固定可靠。
1、一般要求（1）具有维护的方便性。
（2）在车辆发生碰撞或电池发生自燃等意外情况下，宜考虑防止烟火、液体、气体等进入车厢的结构或防护措施。
（3）电池箱应留有铭牌与安全标志布置位置，给保险、动力线、采集线、各种传感元件的安装留有足够的空间和固定基础。
（4）所有无极基本绝缘的连接件、端子、电触头应采取加强防护。
在连接件、端子、电触头接合后应符合GB 4208-2008防护等级为3的要求。
2、外观与尺寸（1）外表面无明显划伤、变形等缺陷、表面涂镀层均匀。
（2）零件紧固可靠、无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。
3、机械强度（1）耐振动强度和耐冲击强度，在试验后不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置不应受到损坏。
（2）采取锁止装置固定的蓄电池箱，锁止装置应可靠，具有防误操作措施。
4、安全要求（1）在试验后，蓄电池箱防护等级不低于IP55。
（2）人员触电防护应符合相关要求。
文 件 类 别文件编号 MCA-xxx-xxx标准文件版 别 A/0 文件名称: 锂电池PACK 结构设计SOP页 码1 of 31、目的：1.1明确工程师在新机种开发中的工作内容； 1.2使工程资料系统化，增强工程文件的可追溯性 2、范围：适用于本公司所有已试产OK 并待转量产的新机种。
3、权责：3.1 CPD ： 负责新机种相关工程文件的制定、验证及新物料的承认 负责新机种转量产相关事项的跟进3.2 工程部：负责新机种试产所需的工装治具、产线规划、SOP 的制作及试产后召开试产总结会议3.2 品保部：负责对供应商所送样品进行可靠性测试负责跟进新机种上线后的品质状况，并及时将产线的异常情况反馈给相关单位分析、处理 3.3 销售部：负责收集客户对产品功能及外观的需求并知会相关部门负责及时将迈科工程师对新机种的分析结果反馈给客户，确保和客户之间的沟通顺畅 3.4 研发部：负责提供电芯的规格文件 4.5 采购部：负责新开发机种的物料打样负责督促厂商提供相关试产OK 物料的承认资料及承认样品 4、定义：4.1成品外形图：定义产品外形尺寸、产品PACK 结构、电池外延连接方式的工程平面图4.2工程3D 图档：工程师对所构思的产品结构进行理论表述的三维空间图，同时，也是提供给厂商做开模参考用的标准工程文件4.3 BOM 表：包含一个机种所有材料的物料清单（包含物料名称、物料编码、规格、用量、损耗） 4.4 ECN 文件：为修改BOM 、装箱资料及产品规格书等标准文件而产生的工程变更通知书4.5 装箱资料：定义产品装箱数量及装箱方式的工程文件，同时提供给客服部门做为申请报关资料的原始数据 4.6 PCB 外形图：定义PCB 的外形尺寸、正负极接入位置（正负极焊盘之间的距离参考电芯的极耳间距而定）、输 出端的位置及工程要求备注说明4.7零件外形图：定义产品零部件的外形尺寸、材质要求、表面处理要求、外观要求及工程要求备注说明，主要作用是提供给厂商参考以便加工出工程师所需要的结构产品，同时，也是作为IQC 进行来料检验的主要参考标准迈科新能源有限公司○R Tech McNair NewPower Co..,Ltd文 件 类 别文件编号 MCA-xxx-xxx标准文件版 别 A/0 文件名称: 锂电池PACK 结构设计SOP页 码2 of 35、作业流程5.1新机种开发流程:作 业 流 程 图记 录 / 表 单权责部门/负责人 流程步骤新机种开案说明会议记录CPD/PM11. 成品外形图2. PCB 外形图3. 零部件外形图4. 工程3D 图档5. 装箱资料6. BOM 表CPD/ME21.《物料打样申请单》CPD/PM31.《样品试做报告》CPD/ME41.《试产与总结报告》工程部/PE2 CPD/PM51. 发行工程图面2. 完成新物料的承认3. 发行装箱资料CPD 、 品保部、采购部66、流程说明:6.1接收新机种开案信息6.1.1 CPD/ME 在CPD/PM 主持的新机种说明会上须明确了解客人的具体要求，并需保留此类信息作为ME 相关结构设计产出资料的信息支持。
Pack电池生产线设计注意事项一、安全措施在Pack电池生产线上，安全是最重要的考虑因素之一。
为了确保操作人员的安全，我们需要采取一系列的安全措施。
例如，在生产线周围设置安全护栏，确保操作人员不会意外跌入生产线；使用防爆电气设备，以防止电池产生的气体引发爆炸；定期对生产线进行安全检查，确保设备运行正常。
二、高效性为了提高Pack电池生产线的效率，我们需要考虑生产线的布局和设备选型。
合理的布局可以减少操作人员移动的距离，提高生产效率。
同时，选择高效的设备也是必要的，例如使用自动化设备代替手动操作，可以大幅提高生产效率。
此外，为了确保设备的持续高效运行，还需要进行定期的维护和保养。
三、自动化自动化是现代制造业的趋势，Pack电池生产线也不例外。
通过自动化设备，可以大幅提高生产效率，减少人工误差。
同时，自动化设备还可以减少对操作人员的技能要求，降低人工成本。
为了实现自动化生产，需要选择可靠的自动化设备，并进行合理的生产线布局。
四、环保设计随着环保意识的提高，越来越多的企业开始重视环保问题。
在Pack 电池生产线上，我们需要采取一系列环保措施。
例如，使用环保材料代替有害材料，减少废气、废水的排放，对废气、废水进行治理后再排放等。
此外，还可以考虑使用太阳能、风能等可再生能源，以减少对环境的负担。
五、品质控制品质是企业的生命线，因此品质控制是Pack电池生产线设计的重要环节。
为了确保品质，我们需要对生产过程中的各个环节进行严格的质量检测和控制。
例如，对原材料进行质量检查，确保原材料的质量符合要求；对生产过程中的各个环节进行质量检测，确保每个环节的质量都符合要求；对成品进行质量检测，确保最终产品的质量符合客户要求。
六、灵活性Pack电池生产线需要具有一定的灵活性，以适应市场需求的变化。
例如，当市场需求发生变化时，我们可以调整生产线的布局和设备配置，以适应新的生产需求。
此外，为了提高生产线的灵活性，我们还可以考虑使用模块化的设备设计，便于设备的组装和拆卸。
修订履历修订日期版次修订页次修订内容2009-5-20 A0 / 首次发行分发对象及份数（制订者在“( )”填写分发份数）01总经理( ) 02副总经理( ) 03管理者代表( ) 04生产部( 1 ) 05品管部( ) 06工艺设备部( ) 07设备组( ) 08工艺组( ) 09计划组( ) 10销售管理部( )11采购部( ) 12电子开发部( ) 13人力资源部( ) 14安全办( ) 15（暂空）16仓库( 1 ) 17财务部( ) 18制片QC ( ) 19装配QC ( ) 20检测QC ( 1 ) 21包装QC ( 1 ) 22 IQC ( ) 23 OQC ( ) 24 QA ( ) 25制片车间( ) 26装配车间( ) 27检测车间( 1 ) 28包装车间( 1 )会签（制订者在需会签的部门前的“[ ]”中画“X”）[ ]电子开发部______________ [ ]工艺设备部______________ [ ]人力资源部______________ [ X ]生产部___________________[ X ]财务部___________________[ ]工业安全委员会____________[ ]品管部_______________[ ]采购部_______________[ ] _______________制订/日期审核/日期批准/日期1、目的：为了规范电池成品Pack的设计，加强电池Pack的安全。
2、范围本标准适用于本公司所有电池成品包装组合。
3、电池Pack安全的重要性。
电池除了本性电芯的安全需要特别关注外，电池成品Pack的安全设计也应该同样重要。
电池在组合后，用户在充电和放电的使用过程中，有效地防止过充，过放，过流等电气损坏；挤压，跌落等其它机械损坏，主要依赖我们在Pack设计时的全面考虑。
4、主要包装材料的选择，4.1 绝缘胶纸胶带4.1.1. 美纹胶纸（皱纹胶纸）耐温高达350℃，粘性好，柔软，耐酸碱，不残胶，易剪切。
软包电池主要用于包极耳，隔离保护板和铝塑膜，固定保护板等；圆柱电池主要用于固定组合电池，隔离极耳和钢体，隔离保护板等。
4.1.2 茶色胶纸，耐温高达350℃，单层耐压高，柔软，粘性好，不残胶。
软包电池主要用于包保护板及出线位等。
圆柱电池主要用于固定保护板等。
4.1.3 纤维胶纸耐温高达350℃，单层耐压高，粘性极强，主要用于单体电芯及多节电芯整体包扎。
4.2 热缩套管4.2.1 PVC热缩套管耐压高，易收缩，收缩后表面光滑，主要用来包圆柱电池及软包整体加固，防止压伤。
4.2.2 阻燃热缩套管耐压高，耐高温，2：1的收缩比，主要用来包扎焊接电线的连接处，起到绝缘和隔离作用。
4.3 红钢纸耐挤压，耐高温，主要用来做电池的垫片起防止直接冲击作用。
4.4 青稞纸耐压高，耐高温，柔软易成形，主要用来包包保护板及出线位，防止压伤。
4.5 EVA海绵防火，伸缩比好，主要用来做电池的垫片起缓冲作用。
4.6 引线引线的种类很多，各个国家标准和标注都不一般，目前比较通用美规标法，如AWG12~30，常用偶数。
4.6.1 单股导线导体数是一支，是组成其它导线的基本单元，附图为单股铜导线规格表。
线规Gauge inches 直径 Diameter Cross sect .Area导体电阻重量 WeightDCR@ 20 ℃AWG mils mm s Sq.mm ohms/M Ohms/km Lbs./m kg/km40 0.0031 3.1 0.079 9.6 0.0049 1080 3540 0.0291 0.043338 0.004 4 0.102 16 0.0081 648 2130 0.0484 0.7236 0.005 5 0.127 25 0.0127 415 1360 0.0757 0.11334 0.0063 6.3 0.16 39.7 0.0201 261 857 0.12 0.17932 0.008 8 0.203 64 0.0324 162 532 0.194 0.28930 0.01 10 0.254 100 0.0507 104 340 0.303 0.45128 0.0126 12.6 0.32 159 0.0806 65.3 214 0.481 0.71626 0.0159 15.9 0.404 253 0.128 41 135 0.765 1.1424 0.0201 20.1 0.511 404 0. 2050 25.7 84.2 1.22 1.8222 0.0253 25.3 0.643 640 0.324 16.2 53.2 1.94 2.8920 0.032 32 0.813 1020 0.519 10.1 33.2 3.1 4.6118 0.0403 40.3 1.02 1620 0.823 6.39 21 4.92 7.3216 0.0508 50.8 1.29 2580 1.31 4.02 13.2 7.81 11.614 0.0641 64.1 1.63 4110 20.8 2.52 8.28 12.4 18.512 0.0808 80.8 2.05 6530 3.31 1.59 5.21 19.8 29.510 0. 1019 101.9 2.588 10380 5.26 0.9988 3.23 31.4 46.88 0.1285 128.5 3.265 16510 8.37 0.6281 2.061 50 74.46 0.162 162 4.115 262400 13.3 0.3952 1.296 79.4 1184 0.2043 204.3 5.189 417400 21.15 0.2485 0.8152 126 1882 0.2576 257.6 6.543 663600 33.62 0.1563 0.5128 201 2991 0.2893 289.3 7.348 836900 42.41 0.1239 0.4065 253 377 4.6.2 多股导线为了增加导线的横截周长，柔软性等性能，一般由多支单体导线组成多股导线，附图为常用多股导线规格。
线规Gauge AWG直径 D iameter线数 / 线径No./mm面积 Area重量 Weight Mils mmCircularMil C.M.Squareinch in 2Squaremm 2Kg/km1 289.37.348 1/7.34983.694 0.06573 42.413778.508 19/1.690 3798.5 37/1.210 3798.48 61/0.941 377 2 257.66.544 1/654466.358 0.05212 33.632997.41 7/2.474 2997.551 19/1.502 2997.59 37/1.080 3024 204.35.189 1/5.19041.738 0.03278 21.151885.96 7/1.962 1885.991 19/1.191 1885.992 37/0.854 1886.032 133/0.450 188 6.036 420/0.254 192.26 162 4.115 1/4.11626.244 0.0 2061 13.3118.2 4.77 7/1.560 119 4.829 19/0.950 120 4.749 37/0.677 118 4.803 266/0.254 1218 128.5 3.264 1/3.26516.512 0.01297 8.36874.39 3.69 7/1.234 74.43 3.771 19/0.749 74.6 3.76 37/0.537 74.4 3.783 133/0.284 7510 101.9 2.588 1/2.58910.384 0.008156 5.26246.782.961 7/0.980 46.943.005 19/0.595 47.4 3.017 105/0.254 47.8 2.974 259/0.160 46.412 80.81 2.053 1/2.0536.53 0.005129 3.30929.42 2.325 7/0.776 29.43 2.371 19/0.471 29.37 2.365 65/0.254 29.58 2.395 168/0.160 30.114 64.08 1.628 1/1.6304.106 0.003225 2.08118.5 1.845 7/0.616 18.53 1.877 19/0.374 18.5 1.885 41/0.254 18.66 1.894 105/0.160 18.8116 50.82 1.291 1/1.2912.5830.0020291.30911.64 1.464 7/0.488 11.67 1.502 26/0.254 11.83 1.483 65/0.160 11.6518 40.3 1.024 1/1.0241.624 0.001275 0.82267.321 1.192 7/0.390 7.434 1.178 16/0.254 7.28 1.212 34/0.180 7.54 1.163 41/0.160 7.1620 30 0.8118 1/0.8131.021 0.000802 0.51744.6 0.96 7/0.310 4.7 0.9421 21/0.180 4.65 0.9305 26/0.160 4.5422 25.35 0.6439 1/0.645 624.6 0.000505 0.3256 2.8950.765 7/0.254 3.186 0.7524 17/0.160 2.9724 20.10.5106 1/0.511404 0.000317 0.20471.820.6 7/0.200 1.06 0.60525 11/0.160 1.9226 15.94 0.4049 1/0.404254.1 0.0002 0.12881.145 0.474 7/0.160 1.22328 12.64 0.3211 1/0.322159.8 0.000126 0.080970.7198 0.381 7/0.127 0.790330 10.03 0.2548 1/0.254100.6 0.00079 0.050970.45310.3 7/0.100 0.4932 7.95 0. 20917/0.080 63.2 4.96E-05 0.03203 0.284734 6.305 0.1601 1/0.161 39.75 3.12E-05 0.0 2014 0.17936 5 0.127 1/0.128 25 1.96E-05 0.01267 0.112638 3.965 0. 1007 1/0.102 15.72 1.24E-05 0.007968 0.0708440 3.145 0.07987 1/0.080 9.891 7.77E-06 0.002012 0.04456 4.6.3。
