动力镍氢电池设计规范

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1、动力镍氢电池设计规范1、适用范围本规范适用于常规应用的金属氢化物镍单体蓄电池的设计，包括结构设计、性能设计、成本设计和工艺设计等方面。参考标准：QC/T744-2006电动道路车辆用金属氢化物镍蓄电池企业标准动力（功率）型密封金属氢化物镍蓄电池（草案）2、单体电池设计准则（1）必须满足用户要求或相关标准；（2）必须满足批量化生产要求；（3）必须满足生产设备及工艺要求；（4）在允许的尺寸、重量范围内进行结构和工艺设计，使其满足整机系统的用电要求；（5）在满足性能的前提下，尽量降低成本。3、电池零部件的设计与选择电池零部件包括单体电池应用的金属部件和非金属

2、部件等。零部件的设计与选择除特殊要求外，应选择标准件或通用件。3.1极柱的设计与选择3.1.1极柱材料冷拉圆钢11-35/45极柱表面应镀镍，镀镍层厚度为30~50μm3.1.2极柱结构采用双叉式极柱，极耳与极柱的连接采用点焊式连接方式。极耳和叉的重合面积应占极柱叉一个表面的70%以上。极柱两叉之间的距离应根据极组厚度进行设计，使极耳焊接后最外侧极片和中间极片的极耳受力、弯曲等一致。3.1.3极柱直径针对不同的应用和电池，选用不同直径的极柱，使用过程中各极柱承受的电流按如下选择：（材料为铁）直径（mm）容许电流（A）7连续间歇最大（启动）M514154

3、267M620220381M10566161067M12818911543M1411012102096M1614315732724容许电流的计算方法：ＩＦｅ2＝(C·ρ密度·S2·ΔT)/（ρ电阻率·t）C为材料比热，Fe为0.4501J/gK，Cu为0.378J/gK；ρ密度为材料密度，Fe为7.874g/cm3，Cu为8.96g/cm3；S为极柱截面积，单位mm；ΔT为要控制的温升（绝热条件），初步设定控制为50℃；ρ电阻为材料电阻率，Fe为0.0978Ωmm2/m，Cu为0.01637Ωmm2/m；t为电流持续时间，连续按3600s计算，间歇按3

4、0s计算，启动按10s计算。3.1.4极柱高度根据电池选用的另部件（如绝缘垫、螺母、电池盖、红蓝垫圈、大垫圈、螺母等）以及电池组合应用的连接部件（垫圈、跨接片、螺母等）来确定极柱高度，电池模块组合后极柱不得高出组合用螺母上端2mm。3.2螺母的设计与选择螺母选择GB6173与极柱相配套的标准件。螺母表面应镀镍，镀镍层厚度为3~5μm（不锈钢螺母不镀镍）3.3密封圈的设计与选择材料：三元乙丙橡胶EP35或E740-75选用标准：a.125℃22h压缩永久变形小于20%；b.绝缘电阻500V大于2MΩ；c.120℃70h耐碱测试总重量变化小于±1%；7d.

5、硬度邵氏60-75度。压缩量：体积压缩比24-40%首先考虑选择标准件。3.4大垫圈的设计与选择极柱和螺母相配套。材料：冷轧钢板A-1.5/Q235A.F/不锈钢3.5绝缘垫的设计与选择材料：尼龙663.6红兰垫圈的设计与选择材料：尼龙66合金硬度：(尼龙的硬度无明确要求)3.7电池壳设计3.7.1材料壳体：不锈钢板A-0.6/0Cr18Ni9Ti底、盖：不锈钢板A-0.8/0Cr18Ni9Ti3.7.2耐压要求电池壳体在紧固结构下，可承受12atm不变形，产生永久畸变压力约30atm。3.7.3宽度和厚度设计根据目前已经基本形成系列的电池，除特殊应用

6、和特殊设计外，电池壳体的厚度和宽度参照GB/T22084.2-2008标准执行。3.7.4电池壳体高度设计根据电池极组高度以及采用的另部件高度（注意极组距壳底部间隙为1mm）等，设计电池壳体高度。在上述宽度和厚度限制下，壳体整体尺寸比例应美观、合理，高、宽比在1.2~2.0为宜。1、电池设计4.1电池容量设计4.1.1电池需求容量设计电池需求容量为用户实际应用必须达到的容量，在设计时一般设计容量要大于实际需求的容量。7C1=C0K0C0为需求容量，C1为设计的需求容量（额定容量）。K0为安全系数，一般取1.1~1.2。C1计算好之后，可以从我们现有型号

7、的电池中选择接近此容量的电池，避免重复设计或电池类型过多。4.1.2实际容量设计C2=C1KC2为电池设计容量C2为设计的需求容量（电池额定容量）K为安全系数大于或等于45Ah，系数K为1.05小于45Ah，系数K为1.1。对于密封电池，负极设计容量是正极设计容量的1.4~1.6倍。4.2电池功率设计根据电池应用的充放电电流大小，选择电池是功率型还是容量型。正常应用连续放电电流或充电电流大于1C，可以选择按功率型电池设计；正常连续放电电流小于1C，最大充电电流小于1C，按容量型电池设计。4.3电池内压设计为确保电池正常工作且在非正常情况下的安全性，电池

8、外壳上盖设有安全阀，安全阀开启压力为8~11atm。电池按标准充电制度进行充电，充满电后内压不