電池箱體作為電（diàn）動汽車動力電池的防護零件，對結構設計、重量等方麵要求很高，在電池模塊的重量和尺寸確（què）定（dìng）後，設計電池箱體時考慮（lǜ）的（de）因素也比較多。蘇州www.91複合材料發現將碳纖維複合材料用來製作電動汽車的電池箱（xiāng）體，不僅可減（jiǎn）輕電（diàn）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（tú）示：碳纖維）

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

總體結（jié）構設計

根據（jù）電池（chí）模塊（kuài）的形狀和布置方式，結合動力電池在車（chē）身上的位置，本著盡量利用（yòng）空（kōng）間的原（yuán）則，此電池箱體的外包絡設計為（wéi）接近方形的箱體結構。主題結（jié）構層由碳纖維（wéi）布（bù）鋪附（fù）而成，並且輔助以樹脂（zhī），在連接處使用了（le）金屬接頭，金屬接頭（tóu）和主體結構之間用結構膠連接。電池模塊組和箱體之（zhī）間（jiān）采用金屬緊固件進行連接。

未來增加零件的強度（dù）和模態，在一些大麵積的結構麵上，加強筋的提高結（jié）構穩定性的電信形式，而帽形筋條相對來說（shuō）承載效率高、重量（liàng）低，該款電池箱采用了（le）帽形筋條凸筋和凹筋對結構進行（háng）了加強。鑒（jiàn）於連接碳纖（xiān）維複合材料的特性，碳（tàn）纖維（wéi）加強解（jiě）耦凸筋和凹筋處做等（děng）厚設計。

鋪層設（shè）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層碳纖維平紋織布加樹脂的（de）設計（jì）。鋪層時主要考慮了以下注意事項：鋪層角的均衡（héng）性、同一鋪層方向的數（shù）量（liàng）要求、鋪層的對稱性、鋪層層間角度的偏差、限製最大連續鋪層數。電池箱零件采用了10層平（píng）紋織布（bù）交叉平鋪的方式，鋪層方式為（wéi）【0/45/0/45/0/0/45/0/45/0】

連接設計

電池模塊需要通過電池箱體連接在車體上，電池（chí）箱體（tǐ）在連接處采用（yòng）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（zhì）埋入的（de）深度使連（lián）接處（chù）能承受較高的拉伸（shēn）強度；部分緊固（gù）件和碳纖維本體直接采用結構膠粘接在一起。

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

G-Load分析

根據（jù）載荷數值分4個工況對動力電池進行加載，主要是考察電池（chí）係統在車輛正常行駛過（guò）程中，由（yóu）於刹車、轉彎、跳躍等因素，電池係統承受來自不同方向載荷下的結構強度。根據最終的（de）分析數據顯示，惡劣（liè）工況下的最大應力（lì）小於材料的需用應力。

模態分（fèn）析

模態是機械結構的固有振動特性，模態分析用（yòng）於確定設計結構或機器部件的振動特性（xìng），即（jí）結構的固有頻率和振型。對於動力電池箱體來說，模態分析主要是考察蓄（xù）電池係統結構的前六階固有頻率及振型（xíng）。由於隨機振動標準J2380在Z向振動要求中，35—40Hz以下頻率段屬於高（gāo）振動能量區，故要求電池（chí）包Z向低（dī）階模態應盡可能高於35—40Hz。

機械衝擊

采用ISO16750中規定的方法對動（dòng）力電池箱結構的抗（kàng）機械衝擊能力進行分析。衝（chōng）擊脈衝采用半正弦形脈（mò）衝（chōng）波形，峰值加速（sù）度為500m/s2，持續時間為6ms。衝擊的加速度在所（suǒ）用6個方向上進行。分（fèn）析結果顯（xiǎn）示，電池（chí）托盤和殼體的最（zuì）大應力為76.5MPa，遠小於材料的許（xǔ）用應力。

振動分析

動力電池箱體的振動分析選（xuǎn）用SAE J 2380中的標準。按照SAE J 2380中規定的方法（fǎ）對動力電池箱結構的抗機械振動能（néng）力進行分（fèn）析，分析結果顯示電（diàn）池（chí）箱托盤和殼體的（de）最大應（yīng）力（lì）遠小於材料的許用（yòng）應力（lì）。

就最終結果來看，碳纖維複合（hé）材料電池箱體的設計重量為12kg，而采用傳統金屬材料製作（zuò）的動力電池箱重（chóng）量為21.4kg，整體減重9.4kg,實現減重目標。

蘇州www.91複合材料（liào）除了發現可將碳纖維複合材料應用在電（diàn）池箱體中，還積極（jí）發展其他相關技術，目前已成功研發一款納米改性導電碳纖維複（fù）合材料，該款材料結構件（jiàn）不影響聚合物的性能，可用於各類導電部件，目（mù）前www.91複材的技術（shù）人員已將該（gāi）納米改性導電碳纖維複合材料成功應用於氫燃料電池核心部件中，在新能源發展的大背景下，其發展前景巨大。