发展新能源汽车，是有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的重要途径。动力电池作为新能源汽车能量供给的核心零部件，其性能直接影响了新能源汽车的性能表现。

其中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。

功能需求

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。

碳纤维材料优势

动力电池箱体对材料的要求有：高强度、轻量化、优良的耐腐蚀性，碳纤维在这3方面具有极大的优势。首先碳纤维复合材料具有较高的比强度(材料的拉伸强度和密度之比)和比模量(材料的弹性模量与密度之比)，其比强度是钢材的5倍，碳纤维和环氧树脂复合后的密度为1.4kg/m3，该材料还具有优良的耐蚀性和阻燃性。

碳纤维电池箱结构设计

据苏州挪恩复合材料的陈工介绍，针对碳纤维电池箱的设计，还需考虑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来决定。以挪恩复材为国内某知名汽车厂商定制的碳纤维电池箱为例，该款电池箱体的外包络设计为接近方形的箱体结构，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。

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］。

在碳纤维电池箱设计完成后，可利用仿真分析软件进行验证，从G-Load、模态分析、振动及冲击4个方面对动力电池箱体结构进行仿真分析，为为动力电池系统的耐久性研究和结构优化提供参考。挪恩复材设计的碳纤维电池箱在经过仿真分析后，从分析结果看该款碳纤维复合材料电池箱体在结构模态、机械冲击和结构疲劳方面完全满足要求，碳纤维复合材料动力电池箱体的设计重量为12kg，而采用SMC复合材料制作的动力电池箱体的重量为15.5kg，整体减重3.5kg，相比减重达22%实现了减重指标。