电池组作为新能源汽车的主要储能部件，直接影响电动汽车的性能。 电池组在使用过程中会产生一定的热量，导致内部温度升高。 如果热量不及时散发，可能会发生泄漏、冒气、冒烟等情况。 严重时电池可能会剧烈燃烧甚至爆炸。 因此，电池组的冷却系统非常重要。 本文以电池托盘为研究对象。 底板集成循环液冷系统，可以简单高效地解决电池组散热问题。

1 设计参数的确定

1.1 原设计参数

这种设计是基于减重效果好、散热效率高、连接密封等多方面考虑。 它权衡性能、技术、成本、轻量化、热交换、连接方式等来设计新的产品结构。 设计。 本次设计的铝合金电池托盘材质为6063-T6、6005A-T6、6061-T6（表1）。 主要连接方法是焊接。 整体尺寸为12032.4mm××140.5mm，整体重量为100kg。

2 结构设计

2.1 型材截面设计

本文设计的铝合金电池托盘采用液冷进行冷却。 底板采用多腔轮廓设计，内部腔体作为液流通道。 为了增加液体冷却剂与电池托盘底板的接触面积，设计中采用了波浪。 异形内腔，剖面剖面如图1(a)所示。 在保证强度满足使用要求的前提下，框架型材采用多腔结构型材，减轻整体重量。 横截面如图1(b)(c)所示。 中梁仅作为型材内部的隔断模块。 该结构采用多腔开放型材，其截面如图1(d)所示。

2.2 总体结构设计

铝合金液冷电池托盘前后框架、左右框架采用相同截面，有效节省型材模具开发成本。 底板采用多腔波纹型材，不仅减轻了电池托盘的整体重量，而且增加了液冷剂与底板的接触面积，提高了液冷效果。 间梁采用空腔型材，与套筒配合。 一方面用于分隔模块，另一方面用于安装电池托盘盖。 进出水口和套筒由铝块加工而成。

大众娱乐框架与底板焊接，横梁与底板、底板端部与封板、底板与进出水口、进水口与左右框架均为激光焊接焊接而成，热变形小，焊接质量好，有效降低冷却液泄漏风险。 铝合金液冷电池托盘三维数字模型如图2所示。

3 仿真分析

大众娱乐电池组的机械安全性能主要包括承载性能、底球冲击、跌落、机械冲击性能等。本文依据GB/.3-2015《电动汽车用锂离子动力电池组及系统》第3部分：安全要求和测试方法》并以液冷铝合金电池托盘为研究对象。 、挤压和底射分析。

3.1 工作条件介绍

(1)加载条件。 在动力电池中，电池托盘占电池系统重量的20%~30%，实际上是主要结构部件。 根据该文章，在360kg的重量下金属托盘，沿重力方向对电池托盘施加3G加速度的冲击载荷。 产品的承载性能已经过验证。

(2)跌落条件。 电池托盘从1m高处自由落到地面。

(3)挤压条件。 使用半径为75mm的圆柱体挤压电池组，挤压力可达100kN。

(4)触底条件。 直径150毫米的球体击中了电池托盘的弱点。 当壳体的电阻达到20kN时，要求其位移小于电池托盘最低位置到电池模块的距离。

3.2 结果分析

(1)承载能力分析。 电池托盘在承载360kg情况下3G负载的位移云图如图3（a）所示。 可以看出最大位移为0.97mm。 最大应力出现在左右侧梁处，为119.8MPa，如图3(b)所示。 其他部位的应力较小，各部位的应力均小于其屈服强度金属托盘，满足承载要求。

大众娱乐(2)跌落分析。 电池托盘从1m高处落到地面的应力云图如图4所示。

大众娱乐电池托盘从1m高处跌落至地面时的最大应力为240.5MPa，位于中梁上，小于其屈服强度； 底板、前后侧梁、左右侧梁最大应力分别为206.5MPa、203.7MPa。 182.2MPa，均小于其屈服强度，满足跌落要求。

(3)挤压分析。 横向挤压，挤压过程中电池托盘的挤压力-位移曲线如图5(a)所示。 整个挤压过程中，挤压力在7.07mm处达到100kN，满足法规要求（>100kN）。 纵向挤压，挤压过程中电池组下壳的挤压力-位移曲线如图5(b)所示。 整个挤压过程中，挤压力在48.87mm处达到100kN，满足法规要求。 (>100kN)。

(4)底部射击分析。 底部球冲击测试主要考核汽车行驶过程中电池组底部遭遇石块冲击时抵抗变形的能力。 根据电池托盘底部的结构设计，确定最薄弱的位置进行仿真分析。 各薄弱点的力-位移曲线如图6所示。当球体冲击电池托盘各薄弱点时，电池托盘的阻力可达20kN，达到20kN时产生的最大位移为15.26mm。

大众娱乐由上述仿真分析可知：（1）电池托盘承受360kg载荷和3G载荷时，最大应力小于材料屈服强度，满足承载能力要求。 (2) 电池托盘跌落时，中梁、底板、前后车架的最大应力分别为240.5MPa、206.5MPa、203.7MPa，均小于材料的屈服强度，满足掉落要求。 (3)电池组采用横向挤压和纵向挤压两个方向挤压，满足法规要求。 (4)当球体冲击电池托盘各薄弱点时，当球体反作用力达到20kN时，最大位移为15.26mm。 在后期的模组设计中，模组底部与底板的距离至少应为15.26mm，以消除实际使用过程中电池托盘的风险。

4 总结

本文结合铝合金重量轻、耐冲击的特点，开发设计了一种铝合金液冷电池托盘。 本产品采用液冷散热系统。 底板设计有波浪形空腔，增大了冷却液与底板空腔的接触面积。 体积大，有效提高冷却效果； 通过仿真分析可以看出，本文设计的产品满足国家标准要求，设计方案可行。