朱增余　江晶晶　陈志豪　王卯升

摘 要：电池包是电动汽车的动力源，其中下箱体及模组安装板是电池包的主要承载部件，采用碳纤维复合材料代替原不锈钢材料对下箱体及模组安装板进行轻量化设计。上箱体兼顾到制造成本问题，使用原不锈钢材料。结果表明，采用碳纤维复合材料的电池包在满足力学性能的同时，相比于原不锈钢材料，电池包重量指标得到了较大的改善。

关键词：电动汽车 电池包 不锈钢 碳纤维复合材料 轻量化设计

Lightweight Design of a New Energy Vehicle Composite Battery Pack

Zhu Zengyu，Jiang Jingjing，Chen Zhihao，Wang Maosheng

Abstract：The battery pack is the power source of electric vehicles. The lower box body and module mounting plate are the main load-bearing parts of the battery pack. Carbon fiber composite materials are used to replace the original stainless steel to make the lower box body and module mounting plate lightweight. The upper box body takes into account the manufacturing cost and uses the original stainless-steel material. The results show that， while satisfying the mechanical properties of the battery pack using carbon fiber composite materials， the weight index of the battery pack has been greatly improved compared with the original stainless-steel material.

Key words：electric vehicle， battery pack， stainless steel， carbon fiber composite material， lightweight design

1 引言

近几年，我国电动汽车市场经历了快速增长，2014-2015年间增长率达100%-300%，2019年上半年国内电动汽车保有量达到了344万辆[1]，但其续航里程却一直饱受诟病，在此背景下，利用轻量化技术提高电动汽车续航里程是行之有效的关键技术方法。汽车轻量化主要从结构优化、新材料应用及先进制造工艺3方面来实现，其中新材料技术对轻量化的发展具有极大潜力，而这之中碳纤维材料以其强度大、密度低、刚度大等优点，在车身上已大量应用[2-3]。本文通过结构设计过程中的优化和CAE分析针对某车型复合材料电池包的振动和挤压进行说明，并与原金属电池包进行质量对比，有较大的减重效果，同时满足国家相关技术标准。

2 模型说明

2.1 结构说明

本文所研究的电池包尺寸参数来自某车型的实物测绘结果，原箱体材料为DC01，其结构主要包括上箱体、模组安装板、下箱体，共计20个模组，电池包整体模型如图1所示。

2.2 有限元模型建立