车用动力电池系统设计与开发

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CALB 车用动力电池系统设计与开发

谢秋

2017年3月31日

目录

CONTENTS

第一部分：车用动力电池系统概述

第二部分：结构技术

第三部分：电池管理系统

第四部分：系统开发的工具和方法

第五部分：车用动力电池系统开发模式

第一部分：车用动力电池系统概述

● 2014年，公司金属壳电池、软包电池生产线建成并投入使用，公司产品实现转型升级与技术跨越。

● 2015年，中航工业与江苏省政府签署战略合作协议，建设中航绿色电源科技园。

● 2009年，中航工业集团做出大力发展动力电池产业的决定，分三期完成36亿投资规模。

● 2011年，中航锂电洛阳产业园新建1.2亿安时自动化生产线投产。

● 2016年，中航锂电洛阳三期、江苏一期建成投产，公司迎来跨越式发展新阶段。

车辆类型： -EV 用 -HEV 用：

-弱混（12V\48V ）

-中混、强混(144V\~288V) -PHEV 用

安装结构形式： -吊挂式 -盛放式

布置方式

-集中式：系统由一个电池包组成 -分步式：系统由多个电池包组成

车用动力电池系统定义：

一种为车辆提供双向能量转换和能量存储功能的装置。即向外界提供功率和能量，也可以从外界吸收功率和能量。

车用动力电池系统构成

电芯结构路线

方形铝壳软包圆柱

优势：

单体容量大，成组简单，尺寸控制容易

弱势：

壳体成本优势：

散热好，成本低，质量能量密度高

弱势：

尺寸控制复杂，日历寿命有待验证

优势：

标准化程度高，成本低，生产效率

高

弱势：

成组复杂

第二部分：结构技术

二、结构技术

结构技术-结构件开发过程

一、车用动力电池系统概述 结构

结构技术-功能分解

二、结构技术

一、车动力电池系统概述

二、结构技术

结构技术-螺栓连接

螺栓等级分级拧紧设备的最低要求

A螺栓失效会危及生命控制变量(扭矩)和检测变量(角度)；

必须存储结果数据以进一步分析

B螺栓失效会导致主要

控制变量(扭矩)和检测变量(角度)

功能不正常

C螺栓失效会导致客户

受控变量(扭矩)

抱怨

VDI 2862

结构技术-螺栓连接

结构技术-激光焊接

结构技术-激光焊接

结构技术-防护

挤压情况下的内部器件防护

结构技术-防护

防水盲孔螺母螺孔间距边缘处螺孔距箱体边沿距离

复合材料 140Wh/kg

一、车用动力电池系统概述 磷酸铁锂电池包

结构技术-轻量化

二、结构技术

第三部分：电池管理系统

三、电池管理系统BMS---功能分解

一、车用动力电池系统概述 BMS 分类

BCU

PACK

CSC CSC

CSC CSC

CSC

充电管理

数据存储

……

SOC SOH

BCU

PACK

标准模组1

……标准模组N BMU

BMU

BMU

电流采集

高压继电器

充电管理数据存储

……

SOC SOH

集中式管理系统架构 分布式管理系统架构 半分布式管理系统架构

三、电池管理系统

BMS -CSC

方案厂商主流料号检测电芯数量通信方式Linear LTC6804/LTC6811 6-12 支持菊链TI BQ76PL455A 6-16 支持菊链

MC33771 8-14 支持菊链NXP

MC33772 3~6 支持菊链Intersil ISL78600 6-12 支持菊链ADI AD7280 4-6 支持菊链

三、电池管理系统

BMS-绝缘监测

信号注入法电桥平衡法

一、车用动力电池系统概述

三、电池管理系统

BMS -BMU

BMS 趋势

模块化

功能集成化

定制化

降成本功能安全

软件模

型化、

标准化

多核化

提性能

第四部分：系统开发的工具和方法

● 2011年，中航锂电洛阳产业园新建1.2亿安时自动化生产线投产。

● 2016年，中航锂电洛阳三期、江苏一期建成投产，公司迎来跨越式发展新阶段。

供应商名称零部件名称

1

成立项目组

王旭2016.9.272016.9.3027302外来资料识别（图纸、标准）

付书阁2016.9.272016.10.20278

3初始材料及分供方清单

路之佳2016.9.272016.10.2027154初始过程流程图佟雪松2016.9.272016.10.2027155初始设备/工装清单佟雪松2016.9.272016.10.2027

15

6制定首版DFMEA

付书阁2016.10.302016.11.203020

7制定初始特殊特性清单付书阁2016.10.202016.10.3020308试验室能力评估张鹏2016.10.152016.10.2015

209制定DVP 张鹏2016.9.302016.10.1530

15

10A样试制

王旭2016.11.202016.12.2020

2011开展A样DV试验

张鹏2016.12.202017.01.102010

12开展电池及模组国标认证

张鹏2016.12.202017.02.2020

20

13开展原材料DV试验付书阁2016.11.202016.12.2020

20

14A样试验不合格项整改付书阁2016.12.202017.01.1020

10

15B样试制

王旭2017.01.102017.02.2510

25

16开展B样DV试验张鹏2017.02.252017.08.252525

17PACK国标认证张鹏2017.02.252017.03.2525

25

18设计数据冻结

付书阁2017.08.252017.08.3025

30

19提交DC节点初始的过程流程图、PFMEA、控制计划、设备工装清单佟雪松2017.01.152017.02.15151520制定PVP

张鹏2017.01.152017.02.1515

15

21制定工装方案，并提交制作申请

佟雪松2017.02.152017.03.1515

15

22制作工装

佟雪松2017.03.152017.04.1515

15

23开展包装、盛具方案设计陈岩2017.01.102017.02.10101024制定并提交MSA计划马洁2017.01.102017.02.101010

25制定标识管理方案王迎迎2017.01.102017.01.3010

30

26工装验收佟雪松2017.04.152017.04.3015

3027试生产前检查佟雪松2017.04.302017.05.1030

10

28C样试制王旭2017.05.102017.06.1510

15

29C样PV试验佟雪松2017.06.152017.07.1515

1530产品审核

马洁2017.07.152017.08.1515

1531小批量试生产

佟雪松2017.08.162017.10.16161632提交MSA报告

马洁2017.08.162017.10.20162033试生产发现不符合项整改及填写纠正预防措施表佟雪松2017.08.162017.10.2016

2034

PPAP文件提交(包括PSW文件）

佟雪松

2017.10.20

2017.11.20

20

20

OD-CC

CC-LS

8月

9月

10月

11月

12月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

负责人

开始日期（年/月/日）完成日期（年

/月/日）

12月

1月

序号

APQP阶段

APQP启动产品设计和

开发

过程设计和开发

产品和过程

确认

9月

10月

11月

后续修改：紫色

按第一次计划完成：绿色

延迟完成：红色

供应商产品开发计划

中航锂电(洛阳)有限公司

供应商地址电池系统总成

零部件件号

工作内容

系统开发的流程