动力电池成组——高能量密度和轻量化设计

提高动力电池包能量密度，以满足电动汽车行驶里程。提高动力电池包能量密度的方法有，一是提高成组效率，二是采用更高能量密度的电芯。目前，方形电芯将主推能量密度230～240Wh/kg的产品，软包主推240～260Wh/kg产品，18650电芯将推出3.2～3.4Ah的产品、21700电芯将推出4.8～5.0Ah的产品。

目前，提高动力电池包能量密度的方法不是太多，无外乎从提高单体能量密度和模组优化以及壳体的轻量化这几个方面着手。总之，在动力电池包带电量一定的情况下，尽量提高其成组效率。

相对于新能源汽车的其他部件而言，动力电池包壳体对防撞、防水、防火、防尘等方面的要求尤为严苛。除保障、容纳动力电池包外，动力电池壳体还要有效隔绝操作人员、乘客与动力电池的接触，所以，动力电池箱体防护等级较高。因此，动力电池壳体的轻量化有一定的难度，既要保障动力电池和乘客的安全，也要切实做到轻量化。

当前，通过动力电池包的轻量化来大幅度提升能量密度已经成为行业内的主流方向，但在轻量化的设计过程中，一定要注意严格把控动力电池包的性能变化。轻量化设计的最主要目的是追求续航里程，减少或减掉所有多余负担，并要与降低成本相结合。轻量化的道路很多，比如提高电芯能量密度；在细节设计中，确保强度的情况下追求结构件的轻薄（比如选更薄的材质，在板材上挖更大的孔）；用铝材替换钣金件，使用密度更低的新材料打造壳体等。

如果将动力电池钣金壳体换为全铝壳体，重量可减轻30％左右。此外，碳纤维材料也被视为比较有潜力的壳体材料。碳纤维材料密度小、重量轻，抗拉强度在3400MPa以上，且耐腐蚀、耐高温，在吸收冲击力上也有很大的优势，是实现电动汽车动力电池包轻量化的上佳材料。然而，由于存在技术难度等原因，碳纤维动力电池箱价格高于普通材料，普及尚需时日。随着碳纤维生产技术的不断成熟，以及新能源汽车的快速发展，碳纤维动力电池箱需求量也会进一步加大。