電動汽車動力電池系統在整車的安裝位置

2024年3月19日發(作者：霜炎)

電動汽車動力電池系統在整車的安裝位置

電動汽車所增加的動力電池系統，由于體積大，重量重，

很難在整車上找到非常完美的安裝空間，在電池包的布置

上，需要考慮以下幾個方面：

首先，要盡可能的在有限的空間內，布置更多的電量，這樣

才能達到更大的續航里程，減少充電的頻次，任何可以利用

的空間，都有利于整車電量的提升。

其次，要充分考慮電池包的位置對整車安全性能的影響，尤

其是在發生碰撞、翻滾、跌落等極端情況下，電池包是否會

因為很大的加速度或嚴重的擠壓變形，發生起火和爆炸，或

者是否會有電池包的部件進入乘客艙，引起附加傷害。

第三，要充分考慮電池包的重量和形狀對整車結構壽命的影

響，因為電池包的重量通常達到數百公斤，給整車的底盤和

懸掛帶來很大的靜態載荷和動態載荷，在長時間的振動、沖

擊條件下，很容易引起整車機械部分的疲勞損傷，降低壽命。

第四，要充分考慮電池包的散熱條件，尤其是在高溫工作條

件和高電氣載荷工作條件下，電池包會產生大量的熱量，如

果散熱條件不理想，或者靠近熱源，會引起電池包的壽命加

速衰減。

第五，電池包在整車的安裝位置，還會影響到整車的軸荷分

配和重心，進而影響到整車的駕乘體驗和舒適性。

我們總結了市場上幾款常見的電動汽車產品，將電池包在整

車上的裝配空間和位置加以概述，以供讀者參考。

2.3.1 工字型和T字形電池包安裝

早期的電動汽車，都是基于傳統的燃油車進行改裝，在

去掉發動機、變速箱、油箱和一些傳動裝置，這樣整車上空

出來的空間，是最適合安裝電池包的。

圖1-32 芝諾1E純電動汽車電池包安裝位置

華晨寶馬芝諾1E純電動汽車就有一個典型的工字型電池包，

在寶馬X1車型的基礎上，充分挖掘可以利用的布置空間，

前后串聯的三個高電壓蓄電池單元則被安裝在車身的前部

（前機艙蓋下方的發動機位置）、中部（傳統的傳動軸通道

中）和后部（傳統燃油箱的位置），這樣的設計可以確保更

好的前后軸負荷分配，賦予車輛更低的重心，同時讓車輛在

碰撞發生時更加安全。

圖1-33 Volt T字形電池包及安裝位置

雪弗蘭“沃藍達”（Volt）是一款典型的T字形電池包布置，

因為是一款增程式電動車，因此發動機和油箱仍然保留，設

計師充分利用了去掉變速箱和傳動軸后的空間和后排座位

下面的空間，將電池包設計成一個“T”型。

不管是華晨寶馬芝諾1E，還是雪弗蘭Volt，都是在傳

統燃油車基礎上做了非常小的改動，空間非常有限，能夠裝

載的電池包體積和重量都受限，因此容量不大，續航里程也

有限。華晨寶馬芝諾1E采用寧德時代（CATL）的磷酸鐵鋰

電池，Pack容量為27kWh，可達到150km的續航里程，第

一代雪弗蘭Volt車型采用LG的錳酸鋰電池，Pack容量為

16kWh，純電續航里程為64km。

2.3.2 土字形電池包安裝

要想進一步提升整車的續航里程，就必須要增加整車的

電量，有兩個可行的途徑：提高電池包的能量密度，在同樣

的空間內存儲更多的電量；擴展電池包的空間，增大電池包

的體積和重量，進而增加可用電量。

一般而言，能量密度的提升是比較緩慢的，受制于動力

電池技術的進步速度，很難在短時間內大幅度改善，那么就

需要我們在電池包的體積上面做文章，從整車上面挖掘更多

的空間，來裝載更多的電池，存儲更多的電量，從而提升電

動汽車的續航里程。

圖1-34 e-Golf 土字形電池包及安裝位置

2015版e-Golf電池包是一個典型的“土”字形結構，充

分利用了整車上可以利用的空間。總電量為24.2kWh，總電

壓為320V，容量為75Ah，電池包重量為313kg，體積為229.4

L。2016年起，大眾選用新的三元電芯，在原有體積不變的

情況下，電池包的總電量達到35.8kWh，整車的續航里程也

從134公里提升至200公里。

圖1-35吉利帝豪EV電池包安裝位置

吉利帝豪EV車型則是另一款“土”字形電池包的代表，為了

裝載更多的電池，吉利還對整車的底盤做了二次開發，騰出

了更多的形狀規則的空間，用于容納鋰離子電池組。2015款

的帝豪EV采用了寧德時代的三元電芯，電量為44kWh，續

航里程達到250km。2017款的帝豪EV，仍然采用同樣的三

元電芯，但是對電池包、熱管理系統和動力總成做了設計優

化，從而使得續航里程達到了300km。

“土”字形的電池包，可以將電動汽車的續航里程提升到

200~300公里，如果想進一步提升續航里程，就有相當大的

難度了，因為整車可拓展的空間已經被挖掘的差不多了。

2.3.3 一體式（滑板式）電池包安裝

受限于傳統燃油車的結構局限，不管怎樣挖掘可用空

間，始終不能實現電動汽車的最優化設計。客戶對于電動汽

車續航里程的需求，已經從100公里、200公里，提升到300

公里、400公里，甚至是500公里以上。在這種情況下，電

池包和底盤的一體化設計，已經逐漸成為一種必然的趨勢。

這是一種全新的產品思路，整車的設計需要圍繞核心零

部件電池包來展開，將電池包進行模塊化設計，平鋪在車輛

的底盤上，以最大限度獲得可用空間，調整整車的重心位置，

同時還可以利用電池包的結構來加強底盤的強度和剛度，也

可以利用整車的框架強化對電池包的結構防護。

圖1-36 一體式電池包安裝示例

最早采用這種方案來做整車設計的是Tesla，在暢銷的Model

S和Model X車型上，Tesla都采用了電池包和底盤的一體化

設計，以達到最優的車輛性能。得益于領先對手的設計思路，

Model S車型可以給用戶提供多種規格的電池包容量，從

60kWh一直擴展到90kWh，續航里程可以達到驚人的526

公里（P90D版本），這是在傳統燃油車進行改造所無法達

到的。

圖1-37 大眾一體式電池包示例