工信部日前公布的數據顯示，2022年我國鋰電年總產值首次突破萬億元，超過1.2萬億元。重點在消費、動力和儲能三大應用領域，其中動力電池的占比超過了70%。工信部相關負責人表示：下一步，我國將從多方面推進新型電池產業高質量發展。

鋰電在綠色化轉型過程中將起到關鍵性節點支撐作用，隨著我國碳達峰、碳中和目標的實現，鋰電產業將迎來快速增長期。最新數據顯示，1-2月，我國動力電池累計產量69.6吉瓦時，累計同比增長13.3%。其中2月份，新能源汽車動力電池裝車量21.9吉瓦時，同比增長60.4%。

中國的鋰電產業不僅迎來快速增長期，同樣也領跑全球市場。寧德時代是全球最大的鋰電生產企業，日前公布的信息顯示，2022年寧德時代全球動力電池使用量市場占有率為37.0%，較上年同期提升4個百分點，連續六年排名全球第一。

動力電池的基本結構

新能源動力電池包主要由下框體、上框體、模組、電芯、高壓連接組件（如高壓接插件）、低壓連接組件（如低壓接插件）等組成，如下圖所示。下框體主要承擔電池系統的重量；上框體主要起防護作用，承重要求較小。

下框體作為電池系統主要承載部件，結構相對更為復雜。當前，電池系統所使用的下框體工藝主要包括鈑金工藝、冷沖壓工藝、擠出成型、壓鑄等。

鈑金拼焊下框體結構如下圖所示。

鈑金沖壓下框體結構如下圖所示。

鋁擠出成型下框體結構如下圖所示。

壓鑄下框體結構如下圖所示。

上框體主要與下框體配合，形成密閉的空間，實現對框體內部零部件的保護。目前主要采用鈑金材料和復合材料。鈑金材料上框體一般采用沖壓工藝，復合材料上框體主要采用模壓工藝和注塑工藝成型。

動力電池的結構分析解決方案

新能源動力電池包結構仿真分析的完整解決方案，能夠幫助客戶全面的預測和驗證動力電池包結構的靜力性能、抗振性能、抗沖擊性能以及抗擠壓性能等。主要使用軟件工具為ANSYS Mechanica和ANSYS Dyna，涉及的仿真類型主要包括：強度分析、剛度分析、模態分析、隨機振動分析、定頻振動分析、疲勞分析、機械沖擊分析、跌落分析、擠壓分析、球擊分析等。

1、 動力電池的強度分析

2、

電池包在各種加速度慣性載荷下的強度分析，查看應力結果。

2、動力電池的剛度分析

電池包在各種加速度慣性載荷下的剛度分析，查看位移結果。

3、動力電池的模態分析

電池包的約束模態分析，查看模態頻率和模態振型。

4、動力電池的隨機振動分析

電池包在PSD譜下的隨機振動分析，查看位移和應力結果。

5、動力電池的定頻振動分析

電池包在固定頻率下的定頻振動分析，查看位移和應力結果。

6、動力電池的疲勞分析

電池包在確定振動條件和時長下的疲勞分析，查看損傷和壽命結果。

7、動力電池的機械沖擊分析

電池包在半正弦加速度慣性載荷下的機械沖擊分析，查看位移、應力以及塑性應變結果。

8、動力電池的跌落分析

電池包在指定高度下落的跌落分析，查看位移、應力以及塑性應變結果。

9、動力電池的擠壓分析

電池包在指定反力或變形下的擠壓分析，查看位移、應力以及塑性應變結果。

10、動力電池的球擊分析

電池包在指定球速下的球擊分析，查看位移、應力以及塑性應變結果。

作者：王建 安世亞太