宁水根 付浩

（1.九江职业技术学院；2.宁德时代动力电池研究院）

动力电池是电动汽车产业核心技术之一，影响着电动汽车的性能与安全[1-2]。电池包能量密度在一定程度上增加续驶里程，但在安全可靠性上却增加了风险。除了在电池能量密度上的性能提升以外，电池包的集成结构件的减重也得到了行业界一致的认可。国内外研究人员对电池包轻量化进行了大量的探索与验证[1,3-5]。某公司在电池包顶盖设计当中采用碳纤维，并通过合理的设计及仿真验证，使得电池箱顶盖满足了使用性能，且降低了电池包整体质量。由于碳纤维材质顶盖成本较高，文章研究的顶盖采用轻薄钣金，并从理论设计和生产制造上阐述相关问题，为后续制造工艺提供一定的参考。

1 顶盖的结构设计与冲压工艺优化

1.1 顶盖结构与回弹公差设计

动力电池包结构件主要由模架、托盘、顶盖组成，如图1所示。托盘主要作用是承载并固定整个电池包模组；模架固定模组在电池托盘上；顶盖密封整个电池包。

图1 电池包结构与顶盖

顶盖张面面积较大，在轴向面运动过程中会存在盖面变形，顶盖中心面存在较大波动变形，因此顶盖盖面（如图1所示）设计纹面加强筋，增强盖面强度。所设计的顶盖是否满足电池包在X、Y、Z轴方向的运动冲击强度，均需要根据ISO 12405、GB/T 2423.56以及生产设计企业的技术标准进行仿真参数确定[6-9]，并进行Workbench仿真分析。仿真结果若存在异常，需要进一步修正模型。仿真结果如图2所示，顶盖的结构应力分布均匀，满足X、Y、Z轴运动方向上的冲击，且应力值远远小于设计所限材料的强度值，顶盖结构设计合理。……