AGV 小车（自动搬运车）蓄电池系统设计 的完整指南与示例计算，覆盖需求分析、选型、容量计算、包组结构、BMS/充电/热管理、安全与测试清单、以及典型 BOM 和注意点。

1. 总体设计流程（高层步骤）

1. 明确工况与需求：载荷、运行速度、行驶/待机时间、充电策略、环境（温度/湿度/振动）、安全与法规要求。

2. 估算能耗与所需能量（Wh）→ 计算电池容量（Ah）与额定电压（V）。

3. 选电池化学体系（LiFePO4 / NMC / 铅酸 等），确定单体规格（额定电压、Ah、放电倍率）。

4. 设计电池包结构：S（串）和 P（并）数、连接、散热、外壳、固定与防振。

5. 选型 BMS（电压、放/充电电流、均衡方式、通信）、接触器、保险、充电器。

6. 安全/防护（短路、过充、过放、温度、烟雾检测）、热管理、EMC、绝缘与接地。

7. 试验验证（单体测试、包测试、循环/寿命测试、振动/冲击、热滥用测试）。

8. 文件与合规（IEC/UN 标准、运输规范、使用与维护手册）。

2. 关键设计参数（你必须先确定的东西）

• 额定工作电压（常见 24V / 36V / 48V；工业 AGV 多用 24–48V）

• 目标连续运行时间（例如 8小时/班）与峰值瞬时放电电流（电机启动/爬坡）

• 平均功率消耗（W）= 行驶功率 + 控制系统 + 加热/制冷等

• 允许的放电深度 DoD（LiFePO4 常用 80%），寿命周期要求（如 2000 次循环）

• 充电策略（间歇/换电/机会充电 / 快充），充电时长约束

3. 示例容量计算（示范流程，数字可替换为你的工况）

设定（示例场景）：

• 平均系统功率（含驱动＋控制）≈ 350 W

• 目标连续运行时间 = 8 小时

• 电池化学选 LiFePO4，允许可用放电深度 DoD = 80%

• 估计系统额定电压 = 48 V

计算过程（按步骤）：

• 所需能量（工作能量） = 350 W × 8 h = 2800 Wh。

• 考虑 DoD（可用能量占比）后需要的名义能量 = 2800 ÷ 0.8 = 3500 Wh。

• 若采用 48 V 包，所需容量 = 3500 Wh ÷ 48 V ≈ 72.9 Ah。

• 常规取整并留安全裕量 → 推荐选择 ≈80 Ah（48V）电池包。

（示例说明）

• 如果使用常见 LiFePO4 单体 3.2 V/100 Ah，串数 S = 48V ÷ 3.2V ≈ 15 → 实际常用 16S（16 × 3.2V = 51.2V 标称）。

• 并联数 P = ceil(72.9 ÷ 单体Ah)。若单体 100 Ah，则 P = 1 → 16S1P，包容量约 51.2V × 100Ah = 5120 Wh（比需求高，寿命和裕量更好）。

• 若用 50 Ah 单体，则 P = 2 → 16S2P 同样得 51.2V × 100Ah = 5120 Wh。

4. 电池化学与单体选型建议

• LiFePO4（磷酸铁锂）：安全性高、热稳定好、循环寿命长（常用于 AGV）。缺点是能量密度低于 NMC。

• NMC（镍钴锰）：能量密度高但热稳定性与循环寿命、成本等需权衡，需更严格的热管理与 BMS。

• 铅酸：成本低但寿命短、体积重，一般不推荐用于高频次/长期巡航 AGV。

单体选择要看：额定电压、额定 Ah、最大持续放电电流、脉冲放电能力、内阻、尺寸/重量、寿命循环数和制造商可靠性。

5. 包结构（电气架构）

• 计算串数 S = 目标包标称电压 ÷ 单体标称电压（向上取整并兼顾标准单体电压）。

• 并联数 P = 目标包 Ah ÷ 单体 Ah（向上取整）。

• 设计连线要减小压降，焊接或螺栓连接根据电流大小。

• 每串加熔断器/分断器以便单串失效隔离（提高可维护性）。

• 主要元件：电池单体 → 连接母线 → BMS（采样电压/均衡）→ 主接触器 → 熔断器 → 充电口 → 输出到逆变/电机控制器。

6. BMS（电池管理系统）要点

• 支持的串数（S）与并联数（P）范围；电压和最大连通电流需 ≥ 峰值放/充电电流的 1.2–1.5 倍。

• 功能：过充/过放/过流/短路/温度保护、单体电压监测、被动或主动均衡、State of Charge（SoC）与 State of Health（SoH）估算、CAN/RS485/Modbus 通信接口。

• 均衡：长寿命系统推荐主动均衡，尤其当包体容量利用率高时。

• 冗余与诊断：支持报警外接、日志记录与远程监控（利于 fleet 管理）。

7. 充电系统与换电策略

• 充电器类型：常用 CC/CV（恒流-恒压）充电器，选择对 LiFePO4 兼容的充电曲线。

• 充电功率与时间示例：要补 3500 Wh，若充电器为 54.4 V × 10 A（约 544 W），理论时间 = 3500 ÷ 544 ≈ 6.4 小时（实际加上损耗与尾段慢充，约 6.5–7.5 小时）。

• 若需要更短充电时间：增加充电电流（需 BMS、单体支持高倍率快充）或考虑换电站（更适合 24/7 运行）。

• 建议配置充电状态指示与自动断电保护、以及充电站的通讯协议用于调度与充电计费。

8. 热管理与机械结构

• 热源：高倍率放电/充电、环境热量。设计散热（自然对流 + 散热片）或必要时风冷/液冷。

• 温度传感器分布：包内多点温度采样（均衡与保护触发依据）。

• 机械固定：防振垫、紧固件、避免单体受力（波纹、压迫）。

• 外壳等级（防尘/防水）：按环境选择 IP 等级（例如 IP54/IP65）。

• 线路与连接器选择防松动、防腐蚀接头。

9. 安全、合规与运输

• 电池与包体应满足常见安全标准与认证（例如 IEC 62133、UN38.3、IEC 62619 等）。

• 设计过流/短路保护、热失控隔离、烟雾/温度报警、机械安全（防火隔离）。

• 考虑运输限制（锂电池运输法规）、维修与拆解指南（便于退役回收）。

• EN/ISO：AGV 系统级别需满足相关工业安全标准（如自动搬运/工业车辆安全规范），具体标准依目标市场/行业决定。

10. 测试与验收清单（建议）

• 单体电压/容量/内阻测试（出厂性测试）

• 包体初始容量与极化测试、均衡验证

• 过充/过放/短路/高温/低温极限测试

• 振动与冲击测试（满足 AGV 行驶环境）

• 循环寿命测试（按预计放电深度模拟）

• EMC 测试（防止电机/驱动器干扰）

• 安全关断与 BMS 报警验证

11. 典型 BOM（示例）

• 电池单体 × N（型号、Ah、供应商）

• BMS（含 CAN/RS485）

• 主接触器/断路器/熔断器

• DC 充电口与充电器（CC/CV）

• 温度传感器 × 多点（NTC）

• 母线、连接片、热贴合、热缩管

• 机箱、减震件、外壳密封件

• 监控与通信模块（用于 fleet 管理）

12. 工程与实现的小贴士

• 给 BMS 与电机控制器留足额定电流裕量（1.2–1.5× 峰值）。

• 早期做热仿真与电气压降计算，避免现场改动。

• 设计时考虑后期维护（单体更换、模组化设计、状态诊断）。

• 若有机会充电（opportunity charging），可用更小容量但更高功率的策略，或用中转换电设计。

• 对于大车队，强烈建议支持 CAN 通信并集成 SOC/SoH 远程监控。