动力电池模组系统安全设计（七）间隙计算问题和尺寸链计算

在动力电池模组系统安全设计（四）模组电芯间隙设计中，对电芯间隙和公差计算，大家反馈计算有误。

首先非常抱歉，由于没有仔细核对专利中的数据，给大家带来了困惑，经过这几天详细计算，发现问题还真多。

一、原文问题点

主要是两处：

1、电芯间隙计算：

按照20个电芯计算，算不出来3mm的电芯间隙，按照12个电芯可以算出来。

2、缓冲材料压缩率

按照1.35公差计算，缓冲材料压缩率也不准确，会得出负值，代表缓冲材料没有被压缩到。

二、重新计算间隙：

用20个电芯，21个间隙，计算不出来间隙。

按照12个电芯，13个电芯间隙，可以计算出模组间隙3 mm。

实例计算

N_a=1，T_a=±1.5mm；N_b=2，L_b=14mm，T_b=±0.2mm；

N_c=12，L_c=50mm，T_c=±0.3mm，N_X=13；

代入公式计算得：

可以得到：模组间隙X=3 mm； 

但是如果采用N_x=13公差按照下面公式，

经过计算为Tx = ±0.12mm：

模组间隙X=3±0.12mm，即间隙范围为 2.88mm-3.12mm

三、尺寸链反算

1、电芯间隙反算模组长度

模组长度计算：

L_a = (N_b*L_b + N_c*L_c + N_X*X) /  N_a

式中：L_a为模组长度，L_b为端板厚度，L_c为电芯厚度，X为电芯间隙

N_a为模组数量，N_b为端板数量，N_c为电芯数量，N_x为间隙数量同缓冲材料数量。

设定同上：

N_a=1， N_b=2，L_b=14mm， N_c=12，L_c=50mm， N_X=13；

经过计算L_a=667mm。长度结果同给定值，说明12个电芯设定正确。

2、电芯间隙公差反算模组长度公差

N_b=2，T_b=±0.2mm；N_c=12，T_c=±0.3mm；N_X=13，Tx = ±0.12mm；

1. 均方根法（统计公差法）公式

基于尺寸正态正态分布假设，总公差为各部件 “数量 × 公差” 的平方和开方。

模组长度公差T_a = 3.94；

2、极值法：

假设所有部件公差同时取极端值，总公差为各部件 “数量 × 公差” 的绝对值之和：

模组长度公差T_a = 5.56。

可以看出即使间隙采用0.12公差，模组长度都保证不了1.5mm。

按照间隙1.35公差，模组长度公差均方根法为17.92 mm，极值法为21.55 mm。

四、压缩率计算

按照原文：Ld=4mm，Td=±0.4mm；Lx=3mm（模组理论间隙），Tx=1.35mm（模组间隙公差）。

模组可能的最大实际间隙：模组间隙+正最大公差=4.35 

缓冲材料最小实际尺寸：缓冲材尺寸料 – 公差=3.6

就是说，会出现间隙大于泡棉尺寸，这是有问题的。

按照上文计算：Ld=4mm，Td=±0.4mm；Lx=3mm（模组理论间隙），Tx=0.12mm（模组间隙公差）。

压缩率区间将会是 [13%，35%]。

后面的不进行计算了，大家看看专利流程，吸取思路即可，就不要纠结具体算例了。