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现如今政府大力提倡环保和可再生能源，新能源汽车乘势而起，推动汽车产业可持续发展。新能源汽车以电力作为动力源，驱动汽车行驶，所以汽车中的动力电池也决定了新能源汽车的行驶距离和行驶速度，直接影响汽车的性能表现。 动力电池箱体作为动力电池的载体，在动力电池安全工作和防护方面起着关键作用。传统电动汽车动力电池箱体大多采用金属材料制造，随着制造材料的发展，为了提高新能源汽车经济性，实现动力电池轻量化，复合材料被逐渐应用到动力箱体设计中。 苏州挪恩复合材料专注碳纤维箱体领域，为国内外诸多厂商提供碳纤维医疗箱、碳纤维电池箱、碳纤维军用运输箱等箱体产品。目前挪恩复材提供的碳纤维箱体产品均已通过IP防护等级测试（ASTM IP65）、低温跌落测试（FED-STD-101C）、振动/雨淋测试（ASTMB4169,DC-18）、落锤冲击测试（ATA300）以及防水测试（MIK-STD-810F-512.4），产品质量毋庸置疑。 本文邀请了挪恩复材的工作人员，以某品牌新能源汽车电池箱为研究对象，结合碳纤维复合材料设计的特点，为我们设计碳纤维动力电池箱体以满足动力电池轻量化的需求。 电池箱体作为电动汽车用动力电池的防护零件，对结构设计、重量等方面的要求都很高，在电池模块的重量和尺寸确定后，设计电池箱体时考虑的因素比较多。首先电池箱体是电池模块的承载件，电池模块需要通过它连接到车身上。其次，动力电池一般安装在车体下部，考虑到电池模块的工作环境，电池箱体需要具有对模块的防护功能，需要考虑模块的防水防尘以及道路环境对电池箱体的腐蚀，电池箱体还需要考虑承受车辆运行过程中的振动和冲击等。 根据电池模块的形状和布置方式，结合动力电池在车身上的位置，本着尽量利用空间的原则，此电池箱体的外包络设计为接近方形的箱体结构。电池箱主体结构层由碳纤维布铺附而成，并且辅以树脂，在连接处使用了金属接头，金属接头和主体结构层之间用结构胶连接。电池模块组和箱体之间采用金属紧固件进行连接。 为了增加零件的强度和模态，在一些大面积的结构面上，加强筋是提高结构稳定性的典型形式，而帽形筋条相对来说承载效率高、重量低，本电池箱体采用了类似帽形筋条凸筋和凹筋对结构进行了加强。鉴于连续纤维复合材料的特性，碳纤维加强结构凸筋和凹筋处做等厚设计。 在铺层设计方面，电池箱体的碳纤维编织布采用了T300-3K和T300-12K，两种织布混合的方式，共10层碳纤维平纹织布加树脂的设计。铺层时主要考虑了以下注意事项:铺层角的均衡性、同一铺层方向的数量要求、铺层的对称性、铺层层间角度的偏差、限制最大连续铺层数。电池箱体零件采用了10层平纹织布交叉平铺的方式，铺层方式为[0 /45 /0 /45 /0 /0 /45 /0 /45 /0]。 在连接设计方面，电池模块需要通过电池箱体连接在车体上，电池箱体在连接处采用了金属紧固件进行连接，这些紧固件部分采用埋入方式，通过控制埋入的深度使连接处能够承受较高的拉伸强度；部分紧固件和碳纤维本体之间采用结构胶粘结在一起。 最后可利用有限元仿真分析软件对以上设计进行验证，分析结果表示该碳纤维复合材料电池箱在结构模态、机械冲击和结构疲劳方面完全满足要求，并且轻量化效果明显。结合碳纤维复活材料电池箱可达十年以上的使用年限，相较传统材料车用电池箱，碳纤维复合材料电池箱在轻量化、耐用性以及使用年限等方面都拥有明显优势，而本次介绍的针对碳纤维电池箱的设计思路也值得借鉴 |
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