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纯电动乘用车动力电池现状
经过不断发展，铅酸电池、镍氢电池逐渐退出历史舞台，锂离子电池(锂电池)成为主要的车用动力电池。市场上已经量产的锂电池主要差异为外形及正极材料，不同锂电池各项指标参数对比分析列于表1。
表1 锂电池各项指标参数对比分析
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纯电动乘用车车用动力电池分类
按照外形和大小进行分类，常见的纯电动乘用车动力电池电 芯可分为圆柱形电池、钢壳/铝壳电池及软包聚合物电池三种类 型，如图1所示。
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纯电动乘用车动力电池包整车架构集成分析
1.合理布置集成动力电池包
在纯电动车项目前期架构开发中，合理布置集成动力电池 包至关重要。离地间隙、碰撞安全及电量需求等方面都需慎重考虑。动力电池离地间隙及周边布置环境如图2所示。即使电池下 表面有结构件保护，动力电池也需满足以下条件:在汽车振动 时，最大上跳的状态下，电池距离地面需要保证一定的间隙;满 载状态下需保证合理的离地间隙;电池RESS(可再充能量存储系 统)在正向需要有保护;电池RESS布置不得低于周边车身结构的最低面。
2.溃缩空间对电池Y向尺寸的限制
如图3所示，由于电池的工作电压一般为大于300V的高压 电，且电池单体里的电解液腐蚀性较高，因此电池包在整车布置 时需要设置合理的安全溃缩间隙，其中侧向碰撞工况尤为苛刻。 具体车型要通过CAE(Computer Aided Engineering，指工程 设计中的计算机辅助工程)迭代分析手段，得出合理的电池到门槛 板侧向溃缩距离设计。
3.整车载荷传递路径对电池包设计的限制
整车载荷传递路径可以大致分解为:前舱载荷路径、前中地 板载荷传递和后地板载荷路径。由于未来的电池包布置方案基本都在地板下方平铺，所以前中地板载荷传递路径设计与电池包的 结构方案息息相关。
根据大量的CAE软件分析及竞争车型研究，一般在前中地板 的上方会布置两根横梁，其主要功能是为座椅做支撑、防止碰撞 时座椅被拉拽，同时也承载柱碰时的载荷传递;地板下方的电池 包内部结构设计会尽量使前后模组之间的横梁与2号、3号梁的位 置偏差最小，以提高侧面碰撞时电池的抗压力。
经过拓扑优化(根据给定的负载情况、约束条件和性能指标， 在给定的区域内对材料分布进行优化数学)，对于地板下方的载荷 传递，主要是通过布置电池侧面的纵梁延伸梁及电池前方的1.5 号梁来完成，如图4所示，图中紫色纵向梁通过三角形结构及1.5 号梁与前舱纵梁连接，进行正面碰撞的载荷传递;同时电池框架 也应作为载荷传递路径与车身载荷路径一起配合;电池包内部的 梁结构应与车身2、3、4号梁、中央通道梁位置保持一致。
4.续航里程对于电量的需求
对同样的电池单元模组而言，续航里程和电池的能量密度及 容量有关，而电池的容量参数又是由其内部电芯单体串并联的数 量和方式所决定的，因此，最终会导致电池包整体形状和大小发生变化。
5.电池包安装接口要求
电池包在整车上的安装方式直接影响其模态和强度，一般在 电池包四周每隔一段距离需要布置一个安装点，如果整体电池包 长度大于2 m，建议在中间位置增加吊挂点改善模态。
6.电池包外部保护要求
电池RESS作为重要的安全件，在整车设计的时候需要设计 一系列的结构方案去保护它。一般成熟的方案是在电池的底部增 加钢制材料的防护板，与电池底板螺接固定，同时还需在安装点 附近涂抹密封胶，防止在车辆使用过程中异物及水的浸入，具体 方案如图5所示。
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结语
本文重点介绍了动力电池包在整车前期架构布置集成中需 要考虑的因素，并未过多分析电池包与电动机的系统电压匹配、 电池包的冷却设计及目标电量的选择等方面内容，但在实际项目 中，这些设计指标也是直接影响车型电池包设计的关键要素，都 需要进入深入研究分析。
END
