現如今（jīn）政府大力（lì）提倡環保和可再生能源，新能源汽車乘勢而起，推動汽車產業可持續發（fā）展。新能源汽車以電力作為動力（lì）源，驅動汽車行駛，所以汽車中的動力電池（chí）也決定了新能源汽車的行駛距離和行駛速度，直（zhí）接影響汽車的性（xìng）能表現。

（圖示：電動汽車電池箱）

  動力電池箱體作為（wéi）動力電池的（de）載體（tǐ），在（zài）動力電池安全工作和防護方麵起著關鍵（jiàn）作用。傳統電動（dòng）汽車動力電池箱體大多采用金屬材（cái）料（liào）製造，隨著製造材料的發（fā）展（zhǎn），為了提高新能源汽車（chē）經濟性，實現動力（lì）電池輕量化，複合材料被逐漸應用到動力箱體設（shè）計中。

  蘇州www.91複合材料專注碳纖維箱體領域，為國內外諸多（duō）廠商（shāng）提供碳纖維醫療（liáo）箱、碳纖（xiān）維電池箱、碳纖維軍用運輸箱等箱體產品。本文邀請了www.91複材的工作人員，以某品（pǐn）牌新能源汽車電池箱為研究（jiū）對（duì）象，結合碳纖維複合材料設計的特點，為我們設計碳纖維動力電池箱體以滿足動力電池輕量化的需求。

  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（chóng）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（kǎo）慮的因素比較多。

  首先電池箱體是電池模塊的承載件，電池模塊需要通過（guò）它連接到車身上（shàng）。其次，動力電池（chí）一般安裝在車體下部，考慮（lǜ）到電池模塊的（de）工作環境，電池箱（xiāng）體需要具有對模塊的防護功能，需要（yào）考慮模塊的防水防塵以及道路環（huán）境對電池箱體的腐蝕，電池箱體還需要考慮承受車（chē）輛運行過程中的振動和衝擊（jī）等（děng）。

  根據www.91複材此前的試驗（yàn）數據顯示，此前www.91複材（cái）定製的碳纖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（shuǐ）測試）、IP防護等級測試（ASTM IP65）、落（luò）錘衝擊測試（ATA300）以及振動/雨淋測試（ASTMB4169，DC-18）等測試，在防水防（fáng）震、耐腐蝕耐鹽霧、抗強衝擊等方麵具備明顯優勢。

  根據電池模（mó）塊的形狀和布置方（fāng）式，結（jié）合動力電池在車身上的位置，本著盡量利用空間的原則，此電池箱體的外包絡設計為接近方形（xíng）的箱體結構（gòu）。電池箱主（zhǔ）體結構層由碳纖維（wéi）布鋪附（fù）而成，並且輔（fǔ）以樹脂，在連（lián）接處使用（yòng）了金屬（shǔ）接頭，金屬接頭（tóu）和主體結構層之間用結構（gòu）膠連接。電池模塊組和箱體之間采（cǎi）用金屬緊固件進行連接。

  為了增加零件的強度和模態（tài），在一些大麵積的結構麵上，加強筋是提高結構穩定（dìng）性的典型形式，而帽形筋條相對來說承載效率高、重量低，本電（diàn）池箱體采用了類似（sì）帽形筋條凸筋和（hé）凹筋對結構（gòu）進行了加強（qiáng）。鑒於連續（xù）纖維（wéi）複合材料的特性，碳纖（xiān）維（wéi）加強結構凸筋和凹筋處做等厚設計。

  在鋪層設計方麵，電池箱體的碳纖維編織布采（cǎi）用了T300-3K和T300-12K，兩種織布混合的方式，共10層碳纖維（wéi）平紋織布加樹脂的設計。鋪層時主要考（kǎo）慮了以下注意事項:鋪層角的均（jun1）衡性、同一鋪層方向的數量（liàng）要求、鋪（pù）層的對（duì）稱性、鋪層層間角度的偏差、限製最大連續（xù）鋪層（céng）數（shù）。電池箱體零件采用了10層平紋織布交叉平鋪（pù）的（de）方（fāng）式，鋪層方（fāng）式為（wéi）[0 /45 /0 /45 /0 /0 /45 /0 /45 /0]。

  在連接設計方麵，電池模塊需要通過電池箱（xiāng）體連接（jiē）在車體上，電（diàn）池箱體在連接處采用（yòng）了金（jīn）屬緊固件（jiàn）進行連接，這些緊固件部分采用埋入（rù）方式，通過控製埋入的深度使連接處能夠承受較高的拉伸強度；部分緊固件和碳纖維本體之間采用結構膠粘結在一（yī）起。

  可利用有（yǒu）限（xiàn）元仿真（zhēn）分析（xī）軟（ruǎn）件對以上設計進行驗證，分析結（jié）果（guǒ）表（biǎo）示該碳纖維複合材料電池箱在結（jié）構模態、機械衝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（chí）箱可達（dá）十年以上的使用（yòng）年限，相較（jiào）傳統材料車（chē）用電池（chí）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（míng）顯優（yōu）勢（shì），而本次介紹（shào）的針對碳纖維電池箱（xiāng）的設計思路也值得借鑒。