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

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[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.

內(nèi)容來源于：http://m.eguge.com/news-s1443-c1-p1.html