動力電池係統（tǒng）是電動車的（de）核心驅動力。它由電池模塊，電氣係統，熱管理係統，電池管理係統，殼體等零件組成。殼體的主（zhǔ）要作用是承載和保（bǎo）護電池模塊，需要滿足強度，剛度，碰撞安全等機械（xiè）要求。

一般認為純電動汽車重量降低10％，續航裏程便可增加約6％。電池包係統重量占整車20%以上，成本占整車高達30%-60%，新能源（yuán）汽車較傳統汽車更需要（yào）輕量化。在動力電池係統中，電池殼占係統總重（chóng）量約 20-30%，是主要結構件（jiàn），因此在保證電池係統功能安全和車輛整體安 全的（de）前提下，電池殼的輕量化已經成為電池係統（tǒng）主要改進目標（biāo）之一。電池（chí）殼輕量化技術包括新材料，新工藝和新設計（殼體和熱管理（lǐ）係統集成，車身集成設計）。

下麵簡單介紹一（yī）些知名主機廠和電池供應商的電池係統輕量（liàng）化進展。

新材料

鋼板，鋁板，擠壓鋁，壓鑄鋁，玻（bō）纖複材，SMC複材，碳纖複材都有應（yīng）用。

1.1 鋼製殼（ké）體

Nissan Leaf采用（yòng）鋼製殼體，主要工（gōng）藝是鋼板衝壓和點焊連接。鋼製殼體能夠（gòu）提供高強度和剛度，工藝簡（jiǎn）單，是（shì）車身製造領域最傳統最成熟的工藝。

1.2 鋁製殼（ké）體

1.2.1鋁板+壓鑄鋁

鑄鋁的電池托盤箱體一體性較好，避免了鋼製或擠出型材的（de）焊接、密封（fēng）、漏水、腐蝕等問題。混動版（bǎn） Cadillac CT6 和（hé） Audi Q7 e-tron均采用了鋁合金（jīn）殼體。兩個車型的（de）電池下殼體采用（yòng）壓（yā）鑄鋁合金，上殼體（蓋（gài） 板）采用鋁板衝壓件。

鋁合金壓鑄下（xià）殼體采用一次成型工藝，工藝簡單，能夠（gòu）提供較好（hǎo）的強度、剛度和（hé）密封性能。鋁合金上殼體主要起密封作用，采（cǎi）用鋁板（bǎn）衝壓件降低重量。受壓鑄機設備噸位限製，鋁（lǚ）壓（yā）鑄殼體尺寸（cùn）較小，一般常用於混動車型動力電池係統。

1.2.2 鋁板+擠壓鋁

鋁合金框架和鋁（lǚ）板結構電池殼結構設計靈活（huó），減重明顯且工藝較成熟，擠壓鋁的框架能夠提供高剛（gāng）度和高（gāo）強度，鋁板衝壓件密封（fēng）。特斯拉Model S，蔚來（lái） ES8、大眾 MEB等項目電池殼（ké）均采用了鋁合金框架和鋁板結構。

寧德時代CATL首次將航空級別的“7係（xì）鋁”運（yùn）用（yòng）至電池包下箱體。“7係（xì）鋁”常被用於製造飛機起落架，具備輕盈、堅固、安全等（děng）特性。7係鋁應用也具有（yǒu）很多（duō）風險，特別是應力腐蝕現象（xiàng）。為此，他們通過上百項的實驗及相關工藝改善。

配備“7係鋁”下箱體的動力電池擁有以下優勢：車載動（dòng）力電池（chí）係統能（néng）量提高50％；整車重量可（kě）在現有基礎上減重250公斤，使該車型標準工況續駛裏程提高到600公裏（lǐ）以上。下圖是寧德（dé）時代產品路線圖。

1.3 混材

1.3.1 鋼鋁混合（hé）

特斯（sī）拉Model３電池上蓋是０.８毫米的鋼板，地板是３.２毫米的鋁板（bǎn）。

1.3.2 塑料（liào）+鋁板

世界最（zuì）大電動車廠商比亞（yà）迪使用了上板塑和下板鋁作為電池殼體，以提（tí）升電池包的能量密度，增加了（le）續航能力（lì）。以其（qí）秦Pro EV500為例，相比上一代秦EV車型（xíng），電池包（bāo）減重157kg，係統能量密度提（tí）升至（zhì）160．9Wh／kg。據比亞迪官方數（shù）據，秦Pro EV500的工況續航裏程420公（gōng）裏（lǐ），最大續航裏程達500公裏。

吉（jí）利帝豪EV450和廣汽傳祺GE3 530等車型，采用的就（jiù）是上殼體SMC輕量化材料，以及下殼體高強度（dù）鋁來進行封裝。後者電池（chí）係統能量密度為160Wh／kg，已經處在主流水平。

1.4 碳纖維複（fù）材

蔚來ES6的（de）碳纖維增強型複材（CFRP）電池外殼比（bǐ）傳統的鋁或鋼製電池外殼輕40%，具有高剛性，而（ér）且比鋁的熱導率低200倍。

1.3 其他材料

電池殼可以考慮用熱成形鋼做電池殼體，在碰撞中需避免電池包的侵入及（jí）避（bì）免著火爆炸等風（fēng）險.但目前（qián）還未見有在汽車上大批量應用。

電池殼還可以采用泡沫鋁等材質來製造，但目前還未見有在汽車上（shàng）大批量應用。

２.新工藝

電池係統的製造工藝，包括電池單體的封裝、電池模組的排布、熱管理電器係統的（de）設計等裝配工藝；還包括電池單體、電池包箱（xiāng）體的連接工藝等方方麵麵。

斯拉Model 3將原來的18650改成了21700，電池（chí）的能量密度約提升20%（250→300Wh/kg），增大了單體的（de）尺寸，進而使整包輕量化。

３. 新設計

通過CAD/CAE/CAM一（yī）體化技術對電池殼（ké）進行分析和優化，實現零部件的精簡、整體（tǐ）化（huà）和輕量（liàng）化，已（yǐ）成為電池（chí）殼開發中主（zhǔ）要的設計方法。電池包箱體輕量化設計方法主要（yào）有拓撲優化、形貌優化（huà）、形狀優化和尺寸優化等。

在箱體前期（qī）設計（jì）過程中即概念設計階段一般采用拓撲、形貌和自由尺寸的優化手（shǒu）段；在結構設計後期，對具體的技術要求，需要詳細設計（jì）時更多的采用尺寸優化（huà）、形狀和自由形狀優化技術，以（yǐ）達到具體的（de）設計（jì）要求。

特斯拉將所有的電控單元整合到pack中，交流電充電器和DC－DC轉換器被集成為一個更小和更輕的單元模組，高度整合導致Model 3的總布線長度大（dà）幅減少。

結論

1、鋁製電池殼（ké）是目前（qián）電動車主流；

2、混材電池殼是趨勢。不同部位用不同材料，以達到性能和成本的最優解；

3、集成化設計是趨勢。

來源：網絡（luò）

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