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車載產(chǎn)品設(shè)計流程系列(五):車載應(yīng)急電源產(chǎn)品設(shè)計全流程詳解 | FROM ZERO TO ONE
- 來 源:壹零壹工業(yè)設(shè)計
- 發(fā) 表 于:2026-06-05
- 作 者:壹零壹工業(yè)設(shè)計
- 人 氣:555

一、車載應(yīng)急電源產(chǎn)品設(shè)計背景:雙軌時代的應(yīng)急剛需
中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,截至2025年一季度,中國新能源汽車保有量已突破8000萬輛,傳統(tǒng)燃油車保有量仍保持在3億輛以上,中國車市正式進入燃油車與新能源車并存的"雙軌時代"。
汽車虧電已成為貫穿用車全周期的"隱形殺手"。根據(jù)《2025年中國啟動電源市場調(diào)查研究報告》,汽車虧電的主要誘因包括冬季低溫導(dǎo)致電瓶活性驟降、新能源低壓電池的系統(tǒng)性衰減、長時間停放引發(fā)的自放電以及車載電器過度使用造成的瞬時過載。傳統(tǒng)道路救援平均等待時間超過45分鐘,單次費用高達200-500元;鄰車搭電操作風險大,容易燒壞車輛電路。在此背景下,便攜、安全、高效的車載應(yīng)急電源迅速崛起,成為現(xiàn)代車主出行的必備裝備。
行業(yè)發(fā)展歷程可劃分為三個典型階段:
- 2015–2019年:鉛酸主導(dǎo)期:以傳統(tǒng)啟動功能為核心,產(chǎn)品普遍重達3–5公斤,2019年市場規(guī)模僅為42.3億元
- 2020–2024年:鋰電替代期:鋰離子電池滲透率由2020年的不足12%躍升至2024年的76.5%,產(chǎn)品平均重量降至1.2–1.8公斤,2024年行業(yè)市場規(guī)模達133.1億元
- 2025年起:智能生態(tài)期:產(chǎn)品集成BMS智能管理、多協(xié)議快充、IP67級防水等模塊,2025年市場規(guī)模預(yù)計達158億元

二、車載應(yīng)急電源行業(yè)調(diào)查研究:數(shù)據(jù)驅(qū)動的需求挖掘
在啟動任何一個車載應(yīng)急電源設(shè)計項目之前,我們都會進行深入行業(yè)調(diào)查研究,這是確保設(shè)計方向正確的基礎(chǔ)。
2.1市場競爭格局分析
根據(jù)中國電源工業(yè)協(xié)會2025年度報告,中國車載應(yīng)急電源行業(yè)集中度持續(xù)提升,頭部企業(yè)如駱駝股份、寧德時代旗下子公司、德賽西威、卡兒酷、上海廣為等憑借技術(shù)積累、供應(yīng)鏈整合能力及規(guī)?;a(chǎn)優(yōu)勢,占據(jù)約45%的市場份額。行業(yè)協(xié)會推動建立企業(yè)白名單制度,首批28家入圍企業(yè)市場份額合計占比達65%。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)"兩頭擴張"趨勢:一線城市向車家兩用智能設(shè)備演進,三四線城市則聚焦高性價比基礎(chǔ)款產(chǎn)品。2024年具備PD100W快充、LCD智能屏、雙USB-C多協(xié)議輸出功能的中高端機型占比已達41.3%,較2023年提升12.6個百分點。
2.2用戶需求深度調(diào)研
我們團隊深度調(diào)研后,總結(jié)出用戶對車載應(yīng)急電源的核心需求排序:
- 安全性:92.7%的用戶將安全性列為首要考慮因素
- 可靠性:87.3%的用戶希望產(chǎn)品在極端環(huán)境下仍能正常工作
- 便攜性:81.5%的用戶希望產(chǎn)品體積小、重量輕
- 易用性:76.8%的用戶希望操作簡單,無需看說明書
- 多功能性:69.2%的用戶希望產(chǎn)品能為多種電子設(shè)備充電
- 耐用性:65.4%的用戶希望產(chǎn)品使用壽命長
2.3行業(yè)標準與法規(guī)要求
車載應(yīng)急電源產(chǎn)品設(shè)計必須嚴格遵守國家和行業(yè)相關(guān)標準,目前國內(nèi)核心標準包括:
- CAB1022-2014《鋰離子蓄電池汽車應(yīng)急啟動電源》:中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的首個系統(tǒng)性技術(shù)規(guī)范
- GB/T31467.3-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分:安全性要求與試驗方法》
- GB/T27930-2015《電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》
- GB7258-2017《機動車運行安全技術(shù)條件》

三、車載應(yīng)急電源設(shè)計痛點解決方案:直擊四大核心矛盾
通過深入的行業(yè)調(diào)查研究,我們發(fā)現(xiàn)當前車載應(yīng)急電源工業(yè)設(shè)計存在四大核心矛盾,這也是我們設(shè)計工作需要重點解決的問題。
3.1輸出功率與產(chǎn)品體積的平衡
痛點:大排量燃油車和800V高壓平臺新能源汽車需要更大的啟動功率,但功率越大,電芯數(shù)量越多,產(chǎn)品體積和重量也會相應(yīng)增加。
解決方案:
- 采用汽車級A類高倍率鋰離子電芯,瞬間放電電流可達2000A以上
- 采用三維堆疊設(shè)計,充分利用內(nèi)部空間,實現(xiàn)組件一體化集成
- 采用模塊化設(shè)計,根據(jù)不同功率需求靈活組合功能模塊
3.2高壓輸出與使用安全性的平衡
痛點:800V高壓平臺對應(yīng)急電源的絕緣防護要求極高,保護不足易引發(fā)安全事故,保護過度則會增加成本和體積。
解決方案:
- 構(gòu)建"電芯級-電路級-結(jié)構(gòu)級"三重安全防護體系
- 設(shè)計過壓、過流、過溫、短路、反接等十多重保護電路
- 采用高強度絕緣外殼,預(yù)留足夠的內(nèi)部爬電距離
- 加入主動放電功能,使用后自動釋放高壓電容殘留電量
3.3多功能性與操作復(fù)雜度的平衡
痛點:應(yīng)急電源核心功能使用頻率低,單一功能導(dǎo)致用戶感知價值低;功能過多則會增加操作復(fù)雜度,影響應(yīng)急使用效率。
解決方案:
- 堅持"核心功能一鍵操作"原則,自動識別車輛電壓并啟動
- 附加功能"實用不復(fù)雜",滿足日常充電、露營等場景需求
- 采用直觀的人機交互設(shè)計,配備LCD高清數(shù)顯屏
3.4極端環(huán)境適應(yīng)性與產(chǎn)品成本的平衡
痛點:車載應(yīng)急電源需要在-40℃~+60℃的寬溫域環(huán)境下工作,但采用昂貴的寬溫材料會大幅提升產(chǎn)品成本。
解決方案:
- 選用工作溫度范圍為-40℃~+60℃的磷酸鐵鋰電池
- 設(shè)計三級散熱系統(tǒng),分別針對不同發(fā)熱部件進行散熱
- 采用IP65級防水防塵設(shè)計,應(yīng)對雨天和沙塵天氣

四、壹零壹標準車載應(yīng)急電源設(shè)計流程:從概念到量產(chǎn)的六步走
在壹零壹工業(yè)設(shè)計,我們將車載應(yīng)急電源產(chǎn)品設(shè)計流程分為六大階段,每個階段都有明確的交付物和驗收標準,確保項目高質(zhì)量按時交付。
4.1第一階段:需求定義與項目立項
交付物:《車載應(yīng)急電源產(chǎn)品需求規(guī)格書》《項目計劃書》
核心工作:與客戶對齊產(chǎn)品定位、目標價格和交付周期;明確啟動電流、電池容量等技術(shù)指標;組建跨職能團隊;進行可行性評估;制定詳細項目計劃。
4.2第二階段:概念設(shè)計與方案評審
交付物:《車載應(yīng)急電源概念設(shè)計方案集》《CMF設(shè)計方案》
核心工作:輸出5-8套外觀概念草圖;篩選3套最優(yōu)方案進行三維建模和渲染;進行CMF設(shè)計;組織內(nèi)部和客戶評審;確定最終設(shè)計方向。
4.3第三階段:詳細設(shè)計與工程驗證
交付物:《車載應(yīng)急電源三維結(jié)構(gòu)模型》《電子原理圖》《PCB設(shè)計圖》
核心工作:進行詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計和電路設(shè)計;使用Flotherm進行熱仿真,使用ANSYS進行結(jié)構(gòu)仿真;制作3D打印手板模型,驗證設(shè)計可行性。
4.4第四階段:原型測試與設(shè)計優(yōu)化
交付物:《原型測試報告》《設(shè)計優(yōu)化方案》
核心工作:制作功能完整的原型機;進行全面的性能測試和可靠性測試;根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)化設(shè)計;重復(fù)測試-優(yōu)化過程直至滿足要求。
4.5第五階段:模具開發(fā)與試生產(chǎn)
交付物:《模具驗收報告》《試生產(chǎn)報告》
核心工作:制作注塑模具和沖壓模具;進行模具驗收;小批量試生產(chǎn)50-100臺樣機;進行量產(chǎn)前最終測試;優(yōu)化生產(chǎn)工藝。
4.6第六階段:量產(chǎn)導(dǎo)入與售后服務(wù)
交付物:《量產(chǎn)導(dǎo)入文件》《售后服務(wù)手冊》
核心工作:向工廠移交所有生產(chǎn)文件;對生產(chǎn)人員進行培訓(xùn);全程跟蹤首批量產(chǎn)過程;編寫售后服務(wù)手冊;收集市場反饋用于產(chǎn)品迭代。

五、車載應(yīng)急電源設(shè)計技巧分享:提升產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵
在多年的車載應(yīng)急電源工業(yè)設(shè)計實踐中,我們總結(jié)出了一些實用的設(shè)計技巧,能有效提升產(chǎn)品的安全性、易用性和美觀度。
5.1安全性設(shè)計技巧
- 采用智能防反接夾子,接反時自動切斷輸出并發(fā)出聲光報警
- 在電芯、MOSFET等關(guān)鍵發(fā)熱部位安裝溫度傳感器,實現(xiàn)過溫保護
- 在電池組與外殼之間增加絕緣層,電路板噴涂絕緣漆
- 采用防爆閥設(shè)計,當電池內(nèi)部壓力過大時自動釋放壓力
5.2人機工程學(xué)設(shè)計技巧
- 產(chǎn)品側(cè)面設(shè)計符合人體工學(xué)的防滑紋理,提升握持舒適度
- 按鍵大小適中,行程合理,戴手套也能輕松操作
- 紅黑分明的電瓶夾對應(yīng)正負極,避免用戶接反
- 顯示屏采用大字體、高對比度設(shè)計,強光下清晰可見
5.3CMF設(shè)計技巧
- 色彩設(shè)計:采用明黃與曜黑的撞色設(shè)計,提升應(yīng)急場景下的辨識度
- 材質(zhì)設(shè)計:外殼采用ABS+PC阻燃材質(zhì),高端產(chǎn)品可采用航空鋁合金
- 表面處理:采用雙色注塑、IMD、陽極氧化等工藝,提升美觀度和耐用性
5.4結(jié)構(gòu)設(shè)計技巧
- 一體化收納設(shè)計,將電瓶夾、充電線等配件收納在機身內(nèi)
- 模塊化設(shè)計,便于生產(chǎn)和后期維修
- 外殼接縫處使用密封膠條,接口配備防水防塵蓋
- 設(shè)計獨立散熱風道,形成良好的空氣對流

六、車載應(yīng)急電源設(shè)計實戰(zhàn)舉例:壹零壹某系列
下面以我們團隊設(shè)計的某系列車載應(yīng)急電源為例,展示一個完整的設(shè)計過程。
6.1項目背景與挑戰(zhàn)
客戶是國內(nèi)某汽車電子企業(yè),希望設(shè)計一款面向中高端市場、適配800V高壓平臺新能源汽車的車載應(yīng)急電源,同時集成充氣泵功能。主要設(shè)計挑戰(zhàn)包括:在有限體積內(nèi)集成多個組件、解決800V高壓輸出的安全問題、平衡充氣泵的噪音和散熱問題。
6.2設(shè)計方案
- 外觀設(shè)計:采用簡約硬朗的幾何造型,深空灰與極光藍的撞色設(shè)計,體現(xiàn)新能源汽車的科技感
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計:采用三維堆疊設(shè)計,電池組在底部,電路板在中間,充氣泵在頂部;設(shè)計獨立散熱風道
- 功能設(shè)計:最大啟動電流2500A,20000mAh電池容量,PD100W雙向快充,智能充氣泵自動充停
6.3設(shè)計成果
系列正式上市后,上市首月銷量突破,榮獲中國設(shè)計獎。

七、車載應(yīng)急電源設(shè)計常見問題
Q1:車載應(yīng)急電源設(shè)計最重要的考慮因素是什么?
A1:安全性是車載應(yīng)急電源設(shè)計中最重要的考慮因素,沒有之一。設(shè)計師必須從電芯選型、電路設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等各個環(huán)節(jié)嚴格把控安全風險,確保產(chǎn)品在任何情況下都不會發(fā)生爆炸、燃燒、漏電等安全事故。
Q2:800V新能源車載應(yīng)急電源設(shè)計與傳統(tǒng)燃油車應(yīng)急電源設(shè)計有什么區(qū)別?
A2:800V新能源車載應(yīng)急電源設(shè)計的核心區(qū)別在于絕緣防護要求和電壓適配能力。800V平臺需要更高的絕緣等級和更完善的高壓保護電路,同時需要能夠識別并適配不同新能源車型的低壓系統(tǒng)電壓。
Q3:如何平衡車載應(yīng)急電源的體積和啟動功率?
A3:平衡體積和啟動功率的關(guān)鍵在于選用高倍率放電電芯和優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局。采用汽車級高倍率電芯可以在減少電芯數(shù)量的同時保證足夠的啟動功率,三維堆疊設(shè)計可以最大化利用內(nèi)部空間。
Q4:車載應(yīng)急電源設(shè)計需要遵守哪些國家標準?
A4:目前國內(nèi)車載應(yīng)急電源設(shè)計需要遵守的核心國家標準包括CAB1022-2014《鋰離子蓄電池汽車應(yīng)急啟動電源》、GB/T31467.3-2015、GB/T27930-2015和GB7258-2017等。
Q5:車載應(yīng)急電源的防水等級一般設(shè)計為多少?
A5:車載應(yīng)急電源的防水等級一般設(shè)計為IP65級,可以應(yīng)對雨天和沙塵天氣。對于面向戶外越野場景的高端產(chǎn)品,可以設(shè)計為IP67級防水。
Q6:車載應(yīng)急電源的工作溫度范圍應(yīng)該設(shè)計為多少?
A6:考慮到中國幅員遼闊,氣候差異大,車載應(yīng)急電源的工作溫度范圍應(yīng)該設(shè)計為-40℃~+60℃,以適應(yīng)北方冬季的低溫和南方夏季的高溫環(huán)境。
Q7:車載應(yīng)急電源設(shè)計中如何提升用戶的易用性?
A7:提升易用性的關(guān)鍵在于簡化核心功能的操作流程。堅持"核心功能一鍵操作"原則,采用直觀的圖標和文字標識,配備清晰的顯示屏,讓用戶無需看說明書就能使用。
Q8:車載應(yīng)急電源的CMF設(shè)計有什么特別注意事項?
A8:車載應(yīng)急電源的CMF設(shè)計需要兼顧辨識度和耐用性。色彩上建議采用高對比度的撞色設(shè)計,提升應(yīng)急場景下的辨識度;材質(zhì)上采用阻燃、防刮耐磨的材料;表面處理工藝要能抵抗油污和紫外線的侵蝕。
Q9:車載應(yīng)急電源設(shè)計中如何進行散熱設(shè)計?
A9:車載應(yīng)急電源的散熱設(shè)計需要采用分區(qū)散熱的策略。電池組、電路板和充氣泵等不同發(fā)熱部件應(yīng)設(shè)計獨立的散熱風道,避免熱量相互影響。同時在關(guān)鍵發(fā)熱部位安裝散熱片和散熱風扇。
Q10:車載應(yīng)急電源從設(shè)計到量產(chǎn)一般需要多長時間?
A10:一個完整的車載應(yīng)急電源設(shè)計項目從需求定義到量產(chǎn)導(dǎo)入一般需要6-9個月的時間。其中概念設(shè)計和詳細設(shè)計約3個月,原型測試和設(shè)計優(yōu)化約2個月,模具開發(fā)和試生產(chǎn)約2-3個月。

八、文章總結(jié)
車載應(yīng)急電源產(chǎn)品設(shè)計是一個系統(tǒng)性的工程,需要設(shè)計師在安全性、可靠性、便攜性、易用性和成本之間找到最佳平衡點。隨著新能源汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,車載應(yīng)急電源也將朝著更加智能化、集成化、生態(tài)化的方向發(fā)展。
作為工業(yè)設(shè)計師,我們的工作不僅僅是畫出漂亮的圖紙,更是要深入理解用戶的需求,運用專業(yè)知識和技能,創(chuàng)造出既實用又美觀的產(chǎn)品。希望本文分享的車載應(yīng)急電源設(shè)計流程、技巧和實戰(zhàn)經(jīng)驗,能夠為行業(yè)同仁提供有價值的參考,共同推動中國車載應(yīng)急電源行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
參考文獻
[1]中國汽車工業(yè)協(xié)會.2025年中國汽車工業(yè)經(jīng)濟運行報告[R].北京:中國汽車工業(yè)協(xié)會,2025.
[2]中國電源工業(yè)協(xié)會.2025年度中國車載應(yīng)急電源行業(yè)發(fā)展報告[R].北京:中國電源工業(yè)協(xié)會,2025.
[3]中國汽車工業(yè)協(xié)會.CAB1022-2014鋰離子蓄電池汽車應(yīng)急啟動電源[S].北京:中國標準出版社,2014.
[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T31467.3-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分:安全性要求與試驗方法[S].北京:中國標準出版社,2015.
[5]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T27930-2015電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議[S].北京:中國標準出版社,2015.
[6]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB7258-2017機動車運行安全技術(shù)條件[S].北京:中國標準出版社,2017.
[7]2025年中國啟動電源市場調(diào)查研究報告[R].北京:賽迪顧問股份有限公司,2025.
[8]壹零壹工業(yè)設(shè)計.車載產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計標準流程手冊[EB/OL].深圳:壹零壹工業(yè)設(shè)計官網(wǎng),2026.

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