現如今政（zhèng）府大力提倡環保和可再生能源，新能源汽車（chē）乘勢而起，推動汽車產業（yè）可持續發展。新能源汽車以電力作為動力源（yuán），驅動汽車行駛，所以汽車中的（de）動力電池也決定了新（xīn）能（néng）源汽車的行駛距離和行駛速度，直（zhí）接影響汽車的性能（néng）表現。

（圖示：電動汽車電池箱）

  動力電（diàn）池箱體作（zuò）為（wéi）動力電池的載（zǎi）體，在動力電（diàn）池安全工作和防護方麵起著關鍵作用。傳統（tǒng）電動汽車動力電池箱體大多采（cǎi）用金屬（shǔ）材料製造，隨（suí）著製造材料的發展，為了提高新能源汽車經（jīng）濟性，實現動力電池輕量化，複合材料被逐漸應用到動力箱體（tǐ）設計中。

  蘇州www.91複合材料專注碳纖維箱體領（lǐng）域，為（wéi）國內外諸多（duō）廠商提供碳纖維醫療箱、碳纖維電池箱、碳纖維軍用（yòng）運輸箱等箱體產品。本文邀請了（le）www.91複材的（de）工作人員，以（yǐ）某品牌（pái）新能源汽車電池箱為研究對象，結合碳纖（xiān）維複合材料設計的特點（diǎn），為（wéi）我們設計碳纖維動力電（diàn）池箱體以滿（mǎn）足動力電池輕量化的需（xū）求。

  電池箱體作為電動汽車用動力電池的防護零件，對結構設計、重量（liàng）等方麵的要求都很高，在電池模塊的重量（liàng）和尺寸確定後，設計電池箱體時考慮（lǜ）的因素（sù）比較多。

  首先電池箱體是電池模塊的承載件，電池模塊需要通過它連接（jiē）到車身上。其（qí）次，動力電池一般安裝（zhuāng）在車體下（xià）部，考慮到電池模塊的工作環境，電池箱體需要具有對模塊的防（fáng）護（hù）功能，需要考慮模（mó）塊的防水防塵以及道路環境對電池箱體的腐蝕，電（diàn）池箱體還需要考（kǎo）慮承受車輛運行過程中的振動和衝擊等。

  根據www.91複材此前的試驗數據顯示，此前www.91複材定製的碳纖（xiān）維複合材料箱體結構順利通過防水（shuǐ）測試（MIL-STD-810F-512.4聯邦測試標準浸水測試）、IP防護等級測試（ASTM IP65）、落錘衝擊測試（shì）（ATA300）以（yǐ）及振動/雨淋測試（shì）（ASTMB4169，DC-18）等測試，在防水防震、耐腐蝕耐鹽霧、抗強衝擊（jī）等方麵具備明顯優勢。

  根據電池模塊的形狀和布置方（fāng）式，結合動力電池在車身上的位置，本著（zhe）盡量利用（yòng）空（kōng）間（jiān）的原則，此電池箱體的外包絡（luò）設計為接近方形的箱體結構。電池箱主體結構層由碳纖維布鋪（pù）附而成，並且輔以樹脂，在連接處使用了金屬接（jiē）頭，金（jīn）屬（shǔ）接頭（tóu）和主體結構（gòu）層之間用結構膠連接。電池模塊組和箱體之間（jiān）采用金屬緊固件（jiàn）進行連接。

  為了（le）增加零件的強度（dù）和模態，在一些大麵（miàn）積的結構麵（miàn）上，加（jiā）強筋是提高結構穩定性的典型形（xíng）式，而帽形筋條相對來說承載效率高（gāo）、重量（liàng）低，本電池箱體采用了（le）類似（sì）帽形筋（jīn）條凸（tū）筋和凹（āo）筋對結構進（jìn）行了加強（qiáng）。鑒於連（lián）續纖維複合材料的特性，碳纖維加強結構凸筋（jīn）和凹筋處（chù）做等厚設計。

  在鋪層設計方麵，電池箱體的碳纖維編織（zhī）布采用了（le）T300-3K和T300-12K，兩種織布混合的方式，共10層碳纖維平紋織布加樹脂的設計。鋪層時主要考慮了以下注意事項:鋪層角的均衡性、同一鋪層方向的數量要求、鋪層的對稱性、鋪（pù）層層間角度的偏差、限（xiàn）製（zhì）最大連續鋪層數（shù）。電池箱體零件采用（yòng）了10層平（píng）紋織布交（jiāo）叉平鋪的方式，鋪層（céng）方式為（wéi）[0 /45 /0 /45 /0 /0 /45 /0 /45 /0]。

  在連接設計方麵，電池模塊需要通（tōng）過電池箱體（tǐ）連接在車體上，電池箱體在連接處采用了金屬緊固件進（jìn）行（háng）連接，這（zhè）些緊固件部分采用埋入方式，通過控製（zhì）埋入的深度使（shǐ）連接處能夠承受較高的拉伸強度；部分緊固件（jiàn）和碳纖維（wéi）本體之間采用結構膠粘結在一起。

  可利（lì）用有限元仿真（zhēn）分析軟件對以上設計進行驗證，分析結果表示該碳纖維複合材料電池箱在結構模態、機械衝（chōng）擊和結構疲勞方麵完全滿足要求，並且輕量化效果明顯。

  結合碳纖維複合材料電池箱可達十年（nián）以上的使用年限，相較傳統材料車用電池箱，碳纖維複合材料電池箱在輕量化、耐用性以及使用年限等方麵都擁有明顯優勢，而本次介紹的針對碳纖維電池（chí）箱的設計思路也值（zhí）得借（jiè）鑒。