简析电动汽车动力锂电池包设计要求

在纯电动汽车项目前期架构开发中，如何合理布置集成动力锂离子电池包是至关重要的，具体工作要素，重要涉及离地间隙、通过性、碰撞安全和电量需求等几个方面，以下将分别介绍。

1.电池的离地间隙要求

在电池下表面有结构件保护的情况下，同时也要满足以下条件：最大上跳的状态下，电池距离地面要保证一定的间隙；满载状态下保证具有竞争性的离地间隙；电池RESS在正向要有保护；电池RESS布置不得低于周边车身结构的最低面。

2.乘员舱人机布置对电池Z向尺寸的限制

某电动汽车项目人机布置可以看出，在Z向纬度上共有9个工程指标要考虑，具体为乘员H点到地面的距离H5、乘员的坐高H30、头部空间H61、脚踵点到地面的距离H8、电池包Z向厚度、电池包离地间隙、车高H100、锂离子电池包上表面到地板上表面的距离以及地毯和隔音棉的厚度。由此根据造型要求限定了车身的高度，依据人机布置要求，可以推出电池包的Z向尺寸限制面。

3.溃缩空间对电池Y向尺寸的限制

由于电池的工作电压一般为大于300?V的高压电，加上电池单体里的电解液具有高腐蚀性，因此锂离子电池包在整车布置时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。

4.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。由于未来的锂离子电池包布置方法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法息息相关。

经过拓扑优化，关于地板下方的载荷传递，重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，具体如图8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。

5.续航里程关于电量的需求

对同样的电池单元模组，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，最终会导致动力锂离子电池包整体形状和大小的变化。表2详细列举了不同供应商电池包在相同续航里程目标要求下，由于单体和模组的能量密度及串并联方式的不同，导致电量及电池包尺寸的差异化。

6.电池包安装接口要求

动力锂离子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要布置一个安装点，假如整体电池包长度大于2mm，建议在中间位置新增吊挂点改善模态。