移动机器人（AGV/AMR）锂电池包通用方案，可直接落地到 24/36/48/60/72 V 平台。包含电气架构、BMS/通讯、机械与热管理、快换与充电、安全标准、以及两套可参考配置与计算示例。

1) 设计目标与边界

• 典型机器人：货到人 AMR、托盘 AGV、巡检/清洁机器人

• 需求范围：连续功率 0.5–6 kW，峰值 1–10 kW；续航 6–16 h；-10～45 °C

• 体系电压（推荐）：48 V（通用、生态全）、24 V（小功率）、72 V（大功率、低电流）

2) 化学体系与电芯

• LFP（磷酸铁锂）优选：高安全、长寿命（>3000–6000 循环），适合频繁充放与快充

• 形态：方形 50–280 Ah 或 21700 圆柱并联模组

• 出厂一致性：OCV/IR/容量分档，模组级二维码追溯

3) 电气架构（Pack 级）

• 结构：电芯 → 模组（带温度探头）→ BMS → 主正/主负接触器 + 预充支路 → 熔断器 → DC 母线/负载

• 低压服务：DC/DC 48→12 V 给控制器/传感器；急停回路与HVIL（高压互锁）

• 充电口：外置快接 或 车载充电器（OBC），支持座充/群充

4) BMS 与通讯

• 保护：过/欠压、过流（充/放）、短路、温度、绝缘（对 60/72 V 建议加 IMD）

• 算法：SOC（库仑+OCV+温度修正）、SOH、剩余里程/剩余工时估算

• 均衡：被动均衡标配；大容量/并包建议加主动均衡

• 通讯：CAN 2.0A/B（推荐 CANopen 或 J1939 定义对象字典）、可选 RS485/Modbus；对接上位机/ROS2 节点

5) 热管理与寿命

• 风冷优先：铝型材散热 + 低噪风道，ΔT 模组内 ≤ 8 °C

• 中高功率/快充场景：可选液冷冷板（30–50% 乙二醇），单包 5–12 L/min

• 低温：-10 °C 以下配置 PTC 200–500 W 预热；充电低温限流

• 使用窗口：建议 SOC 10–90%、倍率 ≤1–2 C（瞬时可更高，BMS 限流）

6) 机械与防护

• 箱体：型材框+钣金/一体压铸；IP54–IP65（室内/半户外），底面防水沟槽

• 抗振：橡胶减振垫、弹簧锁扣；车辆级快插（Anderson/Amphenol 防呆）

• 维护：抽屉式/侧拉式快换结构，盲插导向锥+双段定位，支持 2 人 1 分钟换包

7) 充电与运营

• 充电倍率：常规 0.5–0.8 C，快充 1 C（需热管理）

• 场站：支持机会充电（午间/换班），或自动对接充电座（弹簧针/触点）

• 群管：电池报文上传至 FMS：SOC、SOH、循环次数、告警、估计剩余班次

8) 安全与合规

• 设计/试验参考：

• GB/T 37394-2019（机器人用锂离子电池安全要求）

• IEC 62619（工业用二次锂电安全）

• UN 38.3（运输）与 IEC 62133（电芯/便携）

• EMC：整机 EN 12895 或等效，E-Stop 硬件冗余

• 失效防护：熔断器（gR/aR）、pyro-fuse（可选）、烟雾/气体探测（可选）、压力泄放阀

9) 两套参考配置

A. 通用 AMR：48 V 100 Ah（4.8 kWh） LFP

• 单体：LFP 3.2 V 50 Ah

• 串并：S = 48.0/3.2 = 15 串；P = 100/50 = 2 并 → 15s2p

• 能量核对：48.0 V × 100 Ah = 4,800 Wh = 4.8 kWh

• 允许放电：连续 100 A（≈4.8 kW），峰值 200–250 A/10 s

• 充电：50–80 A（0.5–0.8 C），快充 100 A（1 C）

• 尺寸目标：≤ 500×350×180 mm，≤ 28–32 kg（视电芯与箱体）

B. 重载 AGV：72 V 150 Ah（10.8 kWh） LFP（牵引/堆高）

• 单体：LFP 3.2 V 75 Ah

• 串并：S = 72.0/3.2 = 22 串；P = 150/75 = 2 并 → 22s2p

• 能量核对：72.0 V × 150 Ah = 10,800 Wh = 10.8 kWh

• 放电：连续 150 A（≈10.8 kW），峰值 300–350 A/10 s

• 预热：PTC 300–500 W，-20 °C 仍可受控充电（降至 0.2–0.3 C）

10) 关键器件选型清单

• BMS：采样精度 ≤ ±5 mV；≥12–24 路温度；被动均衡 ≥ 80 mA；CAN 500 kbps

• 接触器：≥ 100 V/200–400 A（依据电压方案）；线圈节能驱动

• 预充：R ≈ V/I 选型（例 48 V 目标 5 A → 9.6 Ω）；继电器 ≥ 20–30 A；阻尼电阻≥25–50 W

• 熔断器：gR/aR 半导体保护，按峰值电流与 I²t 校核

• 连接：主电缆 16–50 mm²（依电流/长度/压降校核），Anderson SB175/350 或同等级

• 传感：主回路霍尔/分流器（±1%），腔体温湿度/烟雾（可选）

• 箱体：IP54–IP65，带压力平衡阀与防水透气膜

11) 验证与量产测试

• 型式试验：容量/功率、效率、温升、循环寿命、过充过放、短路、跌落、振动、盐雾（针对仓储/湿区）

• 软件/通讯：CAN 报文一致性、故障码、OTA（可选）

• 整机联调：急停联锁、低电返航/返站策略、机会充电对接可靠性

12) 可选功能

• 热插拔快换：机械钥控 + 盲插端子 + BMS 接入判据（ΔV≤1 V、ΔSOC≤3%）

• 电量热备份：双包并联 + 母线电流分配（droop 控制）

• 云平台：电池黑匣子日志、SOH 趋势预测、异常预警