电动汽车70V可串并18650电池组结构

　　这套电池组结构面向大学生电动方程式、小型低速电动车这类对动力单元空间利用率、组装灵活度有较高要求的应用场景，核心解决18650电芯成组时的固定、串并联汇流排布、绝缘防护问题，配套的固定支架支持3D打印制作，能根据不同的电压、容量需求快速调整串并联拓扑，不用重新开模制作专用注塑支架，大幅降低小批量试制阶段的成本与周期。从实际使用场景来看，这类电池组常布置在电动车底盘中部的电池舱内，或者小型代步车的座椅下方空间，支架的模块化设计让电芯排布可以根据舱体的异形边界调整，比如遇到舱内有凸起的安装筋位、走线槽时，可以灵活删减对应位置的电芯固定位，不用整体重构电池包结构，适配性远高于标准化的量产电池模组。功能特性上，

　　上下两层的红色固定支架采用卡扣式拼接结构，每个电芯卡位都做了0.2mm的过盈配合余量，既能保证18650电芯装入后不会出现轴向窜动，又不会因为夹持力过大挤压电芯钢壳造成安全隐患，相邻电芯之间预留了1.5mm的散热间隙，既可以通过自然对流带走电芯充放电时产生的热量，也能在间隙中填充导热胶连接外部散热铝板，适配持续大电流放电的工况。支架上预留的汇流排安装槽位，刚好匹配常用的0.3mm厚镍带宽度，焊接汇流排时镍带可以嵌入槽内，不会因为车辆行驶中的振动出现镍带弯折、焊点脱落的问题，同时槽位的高度差设计让不同串并联组的镍带之间保持足够的绝缘距离，避免运输、使用过程中异物搭接造成短路。设计思路上，这套结构没有采用传统电池包的整体注塑外壳方案，

　　而是采用单元化的支架模块，每个模块可以固定20颗18650电芯，模块之间通过侧边的卡扣互相拼接，横向、纵向都可以扩展，要实现70V的标称输出，只需要按照20串的串联要求排布模块，再根据容量需求并联对应数量的模块即可，不管是需要10Ah的小容量长续航方案，还是30Ah的大电流动力方案，都能通过模块组合快速实现，不需要重新设计支架结构。从安装边界来看，单个电芯支架模块的外形尺寸控制在185mm75mm68mm，拼接成20串7并的70V标准模组时，整体外形尺寸为370mm260mm70mm，安装孔位预留了M5的固定螺丝过孔，孔位间距符合小型电动车电池舱的通用安装标准，直接替换原有铅酸电池组时不需要改动原车的安装支架，

　　只需要调整接线极性就能完成适配。支架的绝缘性能方面，选用的打印材料为阻燃ABS，氧指数达到28%以上，即使出现电芯短路发热的情况，支架也不会快速燃烧蔓延，同时每个电芯卡位底部都做了0.3mm的凸台，电芯负极和支架底部之间留出空隙，避免电芯负极和安装底板直接接触造成漏电，也能在电芯出现漏液时让电解液顺着空隙流出，不会积存在支架内腐蚀其他电芯。汇流排的排布设计上，特意将总正、总负的输出端子布置在模组的同一侧，方便连接电池管理系统的采样线和动力输出线，采样线可以顺着支架侧边的走线槽布置，不会和动力镍带交叉，减少电磁干扰对电池管理系统采样精度的影响。针对车辆行驶中的振动工况，支架拼接完成后可以在四周缠绕两层环氧玻纤胶带，进一步提升整体结构强度，经过10g加速度的振动测试后，电芯不会出现移位，焊点的拉力值保持在初始值的90%以上，满足非道路电动车的使用强度要求。另外，这套支架结构也可以用于储能电源、备用UPS电源的18650电芯成组，只需要根据目标电压调整串联模块数量即可，不用单独设计对应的固定结构，对于小批量定制化的电源产品来说，能大幅缩短结构开发周期，减少开模成本投入。