無論是三元鋰還是磷酸鐵鋰，動力電池基本都是鋰離子電池。

為什么選鋰離子電池，而不選電動自行車常用的鉛酸電池？

主要是為了緩解司機的續航焦慮。

鋰離子電池最大的優點就是能量密度高，可達鉛酸電池的5倍。

然而相比汽油，鋰離子電池還是弟弟。

所以現在的純電動汽車無不裝有碩大笨重的電池，隨隨便便也有500公斤。  

電車也會比同級別油車重幾百公斤，約等于多坐了四五個彪形大漢。

整車太重，對汽車的能耗、操控、剎車、輪胎和減震等幾乎所有系統都是更大的考驗。

沒辦法，你嫌重我還嫌重呢。電化學工業提升太慢，這還是工程師努力設計優化出來的。

動力電池通常采用電池單體-模組-電池包的方式組成，即電芯通過串并聯拼接成為龐大的電池包。

三級拼裝的方式可做到電池的分層管理和故障隔離，故障后還可單獨更換，降低維修成本。

但是，犧牲了一定的空間利用率和能量密度。

司機還是焦慮。

近些年為了進一步提高電池能量密度，增加續航，汽車業采用了更激進的方案。

將三級拼裝簡化為二級，電芯直接集成為電池包，即Cell To Pack的設計。

這種設計可進一步將電池包能量密度提高10%-15%，但很顯然也對電芯的良品率、一致性提出更高要求。

原因很簡單：壞一個電芯，很可能就會導致整個電池包報廢。而一個電池包，往往包含幾百至幾千個不等電芯。    

即便制造環節良品率頂呱呱，在使用過程中也難免會有磕碰。

安裝在汽車底盤的電池包，偶遇路上一塊凸起的石頭，咔，可能十幾萬就沒了。

因此，要想方設法保護好嬌貴的電池。

無論是三級還是兩級拼裝，一個完整的車載電池包除了儲存電能的電芯，還有調節溫度監控電壓電流的電池管理系統，以及保護電池的箱體、支架等結構件。

國家標準GB/T31467也對電池包在振動、機械沖擊、翻滾和擠壓等極端工況下的安全提出了具體要求。

安全是底線，因此電池包結構件設計的終極目的是：保證電池在各種載荷下不發生變形或失效的前提下，盡可能降低結構重量。

畢竟，同事用盡全身力氣將電芯擠得密密麻麻，也只減少了30kg的重量。

你隨便一個結構件就50公斤，同事間關系怎么可能和諧呢？

但工程設計是一門平衡的藝術，結構強度和減重是一對矛盾。

工程中通常要求在靜力和振動載荷下，結構應力不能超過材料的許用應力，否則會發生永久變形；在模態分析時，一般要求電池包第一階模態的頻率高于35Hz，否則容易發生共振。

在設計階段實現這些，往往離不開有限元仿真。

根據強度仿真結果，應力過大的地方做局部加強，安全第一；應力過小的部位考慮減薄或開孔，越輕越好。    

根據模態分析結果，模態過低則說明結構剛度不足，可考慮在局部彎曲較明顯的區域增設加強筋，或者加固連接方式，提高整體結構剛性。

上面展示的兩個仿真，均基于我司自研的國產結構仿真軟件AIFEM。

無論是靜力分析、模態分析，諧響應/隨機響應分析，還是線性/非線性屈曲，AIFEM都可以。

國產軟件極易上手，開發團隊響應迅速。能看到最后，我猜你很可能是電池包結構工程師！

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