電池箱體作為電動汽車動力電池的防護零（líng）件，對結構設計、重量等方麵要求很高，在電池模塊（kuài）的重量和尺（chǐ）寸確定後，設計電池（chí）箱體時（shí）考慮的因素也比較多。蘇州www.91複合材料發現將碳（tàn）纖維複合材料用來製作電動汽車的電（diàn）池箱體，不僅可減輕電池箱體自身重量，而且還能麵對惡劣的工作環境不受腐蝕。

（圖示：碳纖（xiān）維）

本篇文章就研究了使用碳纖維複合材料對動力電池箱（xiāng）體進行輕量化設計的方法，並通過有限元仿真分析對設計進行了驗證。

總體結構設計

根據電池模塊的形狀和布置方式，結合動力電池在車身上的位置，本著盡量利用空間（jiān）的原則，此電（diàn）池箱體的外（wài）包絡設計為接近方形的箱（xiāng）體結構。主題結構層（céng）由碳纖維布鋪附而成，並且輔（fǔ）助以樹脂，在連接處（chù）使（shǐ）用了金屬接頭，金屬接頭和主體結構之（zhī）間用結構膠連接。電池模塊組和箱體之間采用金屬緊固件進行連接。

未來增加零件的強（qiáng）度和模態，在一些大麵積的（de）結構麵上（shàng），加（jiā）強筋的提高結構穩定性的電信形（xíng）式，而（ér）帽形筋條相對（duì）來說承載效率高、重量低（dī），該款電池箱采用了帽形筋（jīn）條凸筋和凹筋對（duì）結（jié）構進行了加強。鑒於連（lián）接碳纖維複合材料的（de）特性，碳纖維加強解耦凸筋和凹筋處做等厚設計。

鋪層設計

電池箱體的碳纖維編織布采用了T300-3K和T300-12K，兩種織布混合的方式，共10層（céng）碳纖維平紋織布（bù）加樹脂的（de）設計。鋪層時主（zhǔ）要考（kǎo）慮了以下注意事項：鋪層角的均衡（héng）性、同一鋪層方向的數量（liàng）要求、鋪（pù）層的對稱性、鋪層層間角度的偏（piān）差、限製最（zuì）大連（lián）續鋪層數。電池箱零件采（cǎi）用了10層平紋織（zhī）布交叉平鋪的方式，鋪層方（fāng）式為【0/45/0/45/0/0/45/0/45/0】

連接設計

電池模塊需要通（tōng）過電池箱體連接在車（chē）體上，電池箱（xiāng）體（tǐ）在連（lián）接處采（cǎi）用了金屬緊固件進行連接，這些緊固件部分采用埋入方式，通過控製埋入的深（shēn）度（dù）使連接處能承受較高的拉伸強度；部分緊固件和碳纖維本體直接采用結構膠粘接在一（yī）起。

從G-Load、模態分析、振動以及衝擊四個方麵對電池箱體進行仿真（zhēn）分析，為動力（lì）電池係統的耐久性研究和結構（gòu）優化提供參考。

G-Load分析

根據（jù）載荷數值（zhí）分4個工況對動力電池進行加（jiā）載，主要（yào）是考察電池（chí）係（xì）統在車輛正常行駛過程中，由於刹車（chē）、轉彎（wān）、跳躍等因素，電池（chí）係統承受來自不同方向載荷下的結構強度。根據最終的分（fèn）析數據（jù）顯示，惡（è）劣工況下的最大應力小於材料的（de）需（xū）用應力。

模態分析

模態是機械結構的固有振動特（tè）性，模（mó）態分析用於確定設計結構或機器（qì）部件的振動特性，即結構的固有頻率和振型。對於動力電池箱體（tǐ）來說（shuō），模態分析主要是考察蓄電池係統結構的前六階固有（yǒu）頻率（lǜ）及振型。由（yóu）於隨機振動標準J2380在Z向振（zhèn）動要求中，35—40Hz以下頻率段屬於高振（zhèn）動（dòng）能量區，故要求電池包（bāo）Z向低階模態應盡可能高於35—40Hz。

機械衝擊

采用（yòng）ISO16750中規定的方法對動力電池箱結構的抗機械衝擊能力進行分析。衝擊脈衝采用半正弦形脈衝波形（xíng），峰值加速度（dù）為500m/s2，持續時間為6ms。衝擊（jī）的加速度在所（suǒ）用6個方向上進行。分（fèn）析結果顯示，電池（chí）托盤和殼體的最（zuì）大應（yīng）力為76.5MPa，遠小於（yú）材料的許用應力。

振動分析（xī）

動力電池箱體的振動分析選用SAE J 2380中的標準。按照SAE J 2380中規（guī）定的方法對動力電（diàn）池箱結構的抗機械振動能力進行分析，分析結果（guǒ）顯示電池箱托盤和殼體的最大應力（lì）遠小於材料的許用應力。

就最終（zhōng）結果來看，碳纖（xiān）維複合（hé）材料電池箱體的設計重量為12kg，而采用傳統（tǒng）金屬材料製作的動力電（diàn）池箱重量為21.4kg，整體（tǐ）減重9.4kg,實現減重目標。

蘇（sū）州（zhōu）www.91複合（hé）材料除了發（fā）現可將碳纖維複合材料應用在電池（chí）箱體中，還積極發（fā）展其他相關技術，目前已成功研發（fā）一（yī）款納米改性導（dǎo）電碳纖維複合材料（liào），該款材料結構件不影響聚合物的性（xìng）能，可用於各類導電部件，目前www.91複材（cái）的技術人（rén）員已將該（gāi）納米（mǐ）改性（xìng）導電碳纖維複合（hé）材料成功應用於氫燃料電池核心（xīn）部件（jiàn）中，在新能（néng）源發展的大背景（jǐng）下，其（qí）發展前景（jǐng）巨大。