電池包能量密度提升的技術路徑探討

【摘要】為了應對純電動汽車面臨的整車質量大和續駛里程短的雙重挑戰，提升電池包的能量密度成為了關鍵舉措。通過對電芯基礎材料的發展、不同電芯集成技術對比以及電池包殼體輕量化方案的研究，深入探討了提升電池包能量密度的技術路徑。研究結果顯示，單體電芯能量密度的提升依賴于基礎材料科學的重大突破。預計在后鋰離子時代，電芯密度有望達到1200 W·h/kg，而短期內，360 W·h/kg電芯密度的半固態電池技術有望率先實現量產，為電動汽車提供更長續航里程和更高能量效率。此外，提高電芯的集成效率是另一個關鍵技術。無模組技術（CTP）、電池底盤一體化技術（CTC）和電池車身一體化技術（CTB）等方案，有望將電芯集成率提升至90%，空間利用率提升至70%，從而打破傳統設計局限，實現電池包能量密度的顯著提升。電池包殼體的輕量化設計同樣至關重要，鋁合金擠壓型材、鋁合金一體式壓鑄、超高強鋼輥壓和碳纖維復合材料模壓等殼體輕量化設計方案，可以在確保電池包性能的前提下有效降低整包質量，從而提高電池包的能量密度。

關鍵詞：能量密度；電池；輕量化；純電動汽車；電芯集成技術；

中圖分類號：U469.72""" 文獻標識碼：A""""" DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20240008

Technical Paths Discussion on Battery Energy Density Enhancement

Zhang Cheng

（EDAG Engineering and Design （Shanghai） Co.， Ltd.， Shanghai 201106）

【Abstract】To address the dual challenges of high vehicle mass and limited driving range in battery-powered electric vehicles， enhancing the energy density of battery has become a crucial measure. Through the comparative analysis of cell base materials， various cell integration technologies， and lightweight battery housing solutions， The technical paths for battery density enhancement are elaborated. The improvement in energy density of individual battery cells heavily relies on significant breakthroughs in basic material science. In the post-lithium-ion era， cell densities are expected to reach 1200 Wh/kg， while in the short term， semi-solid battery technology with a cell density of 360 Wh/kg is anticipated to be the first to achieve mass production， enabling electric vehicles with longer driving ranges and higher energy efficiency. Another key technology is improving cell integration efficiency. Innovative solutions such as Cell-to-Pack （CTP）， Cell-to-Chassis （CTC）， and Cell-to-Body （CTB） are anticipated to increase cell integration rates to 90% and space utilization to 70%， breaking traditional design limitations and significantly enhancing battery pack energy density. The lightweight design of battery housings is also essential. Lightweight housing design like aluminum alloy extruded profiles， aluminum alloy integrated die-casting， ultra-high-strength steel rolling， and carbon fiber composite materials molding can effectively reduce the overall weight of battery while ensuring performance， thus improving energy density.

Key words： Energy density， Battery， Lightweight， Battery-powered electric vehicles， Cell integrated technology

0前言

動力電池包是電動汽車核心部件之一，其內部集成了大量電池單體通過串并聯方式形成的模組、系統等，電池包質量通常占整車總質量的20%～30%。此外，純電動汽車還加入了電機、電池和電控系統，相比同級別的燃油車，整車質量增加約10%～30%。整車質量增加嚴重影響電動車續駛里程，而增加電池容量是常見方法，但這也導致整車質量進一步增加，使得續駛里程提升效果并不如預期^[1-2]。因此，電池制造企業和整車企業通過不斷創新電池正極材料、電芯集成技術以及電池包輕量化來提高電池包的能量密度，旨在保證續駛里程同時減輕整車質量^[1-4]。《中國制造2025》設定了電池包技術的明確目標：即到2025年和2030年，期望分別實現400 W·h/kg和500 W·h/kg的電池能量密度。美國先進電池聯盟 （United States Advanced Battery Consortium， USABC）也強調了電池能量密度的重要性，指出為提升純電動汽車的續駛里程，電池的能量密度應達到350 W·h/kg，而系統級別的電池能量密度應達到250 W·h/kg^[3-4]。鋰離子電池因其在性能與成本方面的突出優勢，在電動汽車市場應用廣泛。然而，液態鋰離子電池的能量密度增長速度正逐漸放緩，并接近其理論極限^[4-5]。當前磷酸鐵鋰電池的主流能量密度低于200 W·h/kg，而三元鋰電池的能量密度為200～300 W·h/kg。以Tesla Model 3為例，其采用的松下2170型電池能量密度接近260 W·h/kg，而其升級后的高鎳正極4680型電池則能達到283 W·h/kg，盡管如此，電池能量密度仍與國內外政策目標存在顯著差距。

為了實現短期目標，增加電池電芯集成技術，降低電池包質量成為了突破現有電池能量密度瓶頸的主要方式^[5]，如寧德時代提出的無模組技術（Cell to Pack， CTP）放棄了傳統的模組結構，直接將電芯集成到電池包中；特斯拉提出的電池底盤一體化技術（Cell to Chassis， CTC）直接將電池集成到車輛底盤框架中；比亞迪開發的電池車身一體化技術（Cell to Body， CTB），采用了更高強的刀片電池結構，集成度稍遜于CTC，但其高安全、高強度、輕量化、低成本優勢突出，其維修性比CTC更優。電池包殼體質量約占電池包質量10%～20%，一般主要從材料、結構、制造工藝等方面對其進行輕量化^[6]，如超高強鋼，鋁合金，復合材料等組成的電池包殼體已經在電池包上得到應用。

從長期目標來看，需要繼續針對電池材料進行創新突破，打破材料技術桎梏，同時打造全生命周期價值鏈，實現可持續發展。鑒于此，眾多整車企業、電池制造企業以及鋰電池企業已經開始積極布局新一代電池材料的研發，包括鈉電池、磷酸錳鐵鋰電池以及半固態或固態電池等，部分技術甚至已經進入了量產準備階段^[4，7]。在2023年底，蔚來汽車成功完成了150 kW·h半固態電池包的實際道路測試，其續駛里程高達1 044 km，這是360 W·h/kg混合固液動力電池首次在高端車型上實現小規模量產應用^[8]。

鑒于電池成本在整車成本結構中占據30%～50%的比重^[9]，電池包的設計正逐漸向著高安全性、輕量化、緊湊化、高度集成以及低成本化的方向演進。本文針對提升電池包能量密度的多種技術路徑進行了深入分析，并針對每種技術路徑的應用及未來發展提出了應用建議，以期推動電池包技術的持續進步和創新，為電動汽車產業可持續發展做出貢獻。

1提升電池包能量密度的技術手段

對于純電動汽車的電池包，在滿足安全性、可靠性的前提下，提高電池能量密度有3種路徑：（1）提升單體電芯的比能量；（2）提高從電池單體到電池包的集成效率；（3）電池包殼體的輕量化設計。

1.1提升單體電芯的比能量

由于受到基礎材料科學的限制，電芯研發面臨技術難度大、周期長和資金投入大的問題。目前，單體電芯種類主要有3種：圓柱形、方形和軟包^[9-10]。

圓柱形單體電芯通常具有較低的能量密度，但自動化程度高、一致性好且成本較低。它們通常采用高能量的三元材料，例如特斯拉使用的1865、2170和4680電芯。4680電芯相比2170單顆電芯容量提升5倍，功率提升6倍，在整車層面實現了16%的續駛里程的提升，成本降低14%。

方形單體電芯具有較高的能量密度和成組效率，但一致性稍差，是國內電池的主流封裝形式，代表車型有比亞迪的漢、秦，蔚來汽車的ES8、ES6等。方形電池可以采用低能量的磷酸鐵鋰材料或者高能量的三元材料，其外殼一般采用鋁制。通過減薄外殼厚度的方式可以實現質量減輕，從而提高單體電芯比能量。例如將鋁殼壁厚從0.8 mm調整到0.5～0.6 mm，進而可以實現單個電芯外殼質量減輕20%以上。

軟包單體電芯性能最好，可以實現高能量密度，但一致性較差。電池包關鍵材料—鋁塑膜仍依賴進口，并且軟包電芯易漏液，目前該電池包在汽車上應用較少，代表車型有通用Velite 6。

從電芯材料的角度來看，鋰離子電池憑借其卓越的電化學儲能性能，已成為電動汽車市場的首選技術^[4，11]。自1991年至2015年，鋰離子電池的能量密度已提升了3倍，年均復合增長率約為3%。若按此線性趨勢推算，預計到2020年和2025年，能量密度將分別達到300 W·h/kg和320 W·h/kg^[12]。然而，從實際材料技術的發展來看，當前鋰離子電池的能量密度已接近其理論上限。隨著電動汽車對性能要求不斷提高，尤其是對更高能量密度和更低成本的需求，后鋰離子電池技術已成為研究的焦點。這些新興技術包括固態鋰金屬、鋰硫和鋰空氣電池、鈉離子電池等^[7，11]。Duffner等^[7]預測后鋰離子電池在采用某些先進技術后，能量密度可以達到1 200 W·h/kg。這些新技術還可能具備顯著的成本優勢，因為其中一些原材料（如鈉、硫等）的成本相對較低。這一預測為未來的電池技術發展提供了新的方向和可能性。

目前，這些新興電池技術尚處于發展初期，其基礎理論尚未完全成熟，因此難以有效指導并支撐大規模量產。然而，半固態電池在材料、工藝流程以及產線設備方面與現有體系具有較高的兼容性，技術更新迅速，相比于全固態電池，量產可能性更大^[13]。德國弗勞恩霍機構對不同電池路線研究表明，半固態電池方案已經展現出量產的潛力，如表1所示。目前，消費電子領域的半固態電池已成功投入應用，而汽車領域的半固態電池正處于小批量驗證階段，有望在2024年實現大規模應用。

1.2提高從電池單體到電池包的集成效率

通過在電池包殼體內部合理排布電池模組，可以最大化利用空間，容納更多的電芯，從而提供更大的功率/能量輸出。提高從電池單體到電池包的集成效率是提升電池包能量密度的有效途徑。

電池單體-模組-電池包模式（Module to Pack， MTP）是一種傳統的擴大儲能方式，其工作原理如圖1所示。該模式的優勢在于，電池包由多個模組構成，每個模組都配備了獨立的殼體保護和控制單元。這樣的設計不僅便于電池的控制和熱管理，而且使得模組可以單獨更換，從而降低了維修成本、提高了維修便利性。在電池包殼體的有限空間內，模組具有較強的可塑性，可以根據車用電池包的空間形狀和承載特點進行有效的電池模組設計與排布。同時，通過高度集成熱管理、信號采集系統和電池管理系統（Battery Management System， BMS）等組件，可以最大程度地減少額外的結構件，從而為電芯提供更多的存儲空間。然而，MTP模式也存在一些缺點，由于每個模組都需要額外的殼體和安全間隙，導致電池整體質量較大，空間利用率相對較低。相關研究表明，MTP模式僅實現了約60%的集成效率，空間利用率僅為40%，在整個電池系統中，輔助部件的質量和體積占比仍然較大^[14-15]。此外，每個模組都需要配置單獨的控制單元，這也增加了成本。

因此，眾多電池和汽車企業研究并提議采用先進的集成技術來提升電池包性能。其中，電池單體直接集成到電池包的無模組技術（CTP），由寧德時代率先提出，其后比亞迪和峰巢能源相繼發布了各自的CTP解決方案。這種技術跳過了電池單體模塊化的步驟，使電池單體能夠直接集成到電池包中。CTP模式的優勢在于，它消除了模組間的布置間隙，增加了電芯的數量，同時省去了模組結構，從而顯著降低了整體電池包的質量，這有助于提高電池包整體的能量密度。然而，CTP模式也面臨一些挑戰，由于電池包需要作為結構件的一部分承受載荷，這對電池單體的性能提出了更高的要求，普通的方形電池無法滿足這種結構要求。盡管如此，研究表明CTP模式能夠將集成效率提高到70 % ～ 75 %^[16]。根據寧德時代公布的資料，CTP與傳統結構電池相比可以減少約40 %的零件數量，提高15%～20%的空間利用率，從而提高能量密度10% ～15%，降低電池包成本10%～15%^[17]。目前CTP可同時配套三元和磷酸鐵鋰2種電池體系，已經在北汽、蔚來、比亞迪等多款車型上使用。

在CTP模式的基礎上，寧德時代進一步優化了這一概念，提出了“刀片電池”的設想，如圖2所示^[18]。電池電芯設計借鑒了“刀片”的形態，呈扁平長條形狀，并以獨特方式集成在電池包中。這一創新設計的核心優勢在于顯著提高動力電池包的空間利用率和能量密度，其體積利用率提升了50%，成本降低了30%^[19]。同時，電芯的大散熱面積設計，確保了內部熱量能有效傳導至外部，從而支持更高的能量密度。寧德時代的“刀片電池”不僅是對車輛、電池包、電芯整體層面的全新思考，其結構改進也帶來了顯著的性能提升，比亞迪稱之為“超級磷酸鐵鋰電池”，兼具高安全性和長壽命特性。

電池車身一體化技術（CTB）是比亞迪提出的一種新的創新電池集成方式，該技術繼承并超越了CTP技術的理念，實現了從簡單車身集成到全面電池車身一體化的轉變。這種技術不僅大幅提升了電動汽車的空間利用效率，還進一步釋放了車輛性能潛力。如圖3所示^[20]，比亞迪的CTB技術巧妙地將車身底板與電池包的上殼合二為一，共同構成一個高度集成的平面密封結構。這個結構由電池上蓋、門檻和前后橫梁等關鍵部件組成，確保了電池系統的穩固性和密封性。乘員艙部分則通過專業密封劑實現，而電池包底部則通過精心設計的安裝點與車身主體穩固連接。這種集成設計不僅簡化了電池系統的密封和防水工藝，還使得電池與乘員艙之間的密封變得更為直觀和簡單。因此，整個制造過程中的風險得到了有效控制，既保證了產品質量，又提升了生產效率^[21]。

比亞迪的CTB技術首次應用于比亞迪海豹車型，這一創新架構在結構上更為簡潔和直接，它減少了車身與電池蓋之間連接所造成的空間浪費，使得Z向乘坐空間增加了15 mm，從而實現了更高的整體空間利用率，質量減輕了10 kg，零件數量也減少了22 %，有助于降低制造成本。在這種獨特的結構下，電池不僅作為能源供應體，還扮演了結構體的角色，積極參與到整車的傳力和受力過程中。這一設計能有效減少45%的側柱侵入量，顯著提升了車身的結構強度和安全性。

電池底盤一體化技術（CTC）是特斯拉提出的一種創新電池集成方式。如圖4所示^[22]，該技術將電池電芯直接融入車身底盤框架之中，省去了傳統的電池包上蓋或車身地板作為電池包上蓋的部分，轉而采用密封膠對電池進行封裝。這種集成方式相較于CTP技術更為先進，顯著提升了車身的空間利用率，允許容納更多的電芯，進而實現更長的續駛里程。同時，電池質量的降低、集成度和模塊化程度的提升，使得續駛里程增加了14%，并降低了7%的成本^[23]。然而，CTC技術也面臨一些挑戰。由于電芯作為結構件的一部分需要承受載荷，電芯與上下結構件固定在一起，必須能夠承受較為苛刻的剪切力，這對電池的結構設計提出了更高的要求。此外，實施這種技術需要更高的制造工藝，制造過程中出現的難題可能導致電池整體報廢，增加了制造成本，并可能導致維修性降低。

零跑汽車發布的CTC架構將電池包上蓋集成到原車身地板，如圖5所示^[24]。這種架構保留了車身的下地板和電池包中的電池模組，因此相比特斯拉的方案，空間利用率的提升相對有限。然而，這種設計對電芯的維修性更為友好，使得維修過程更為便捷。由于零跑汽車的CTC架構沒有電池包上蓋，它對整車的裝配精度和環境要求極高，尤其是需要無塵的總裝車間來確保電池的安全性和可靠性。零跑汽車搭載CTC架構的C01車型實現了零部件數量減少20 %，整車質量減輕15 kg，電池布置空間增加了14.5 %，電池容量高達90 kWh。這些改進共同提升了車輛10%的綜合工況續航能力。

CTC技術在未來有望實現更高的集成效率和空間利用率，將集成效率提升至90%以上，空間利用率達到70%以上。這一技術不僅將大幅度減少零部件數量，有望將零部件總數進一步降低約400個，成為提高電池包集成效率極為有效的方式。隨著CTC技術的不斷發展和優化，電動汽車的性能和續航能力將得到顯著提升，同時制造成本和維修性也將得到有效控制。這一創新技術有望在未來引領電動汽車行業的新一輪變革，為用戶帶來更加便捷、高效和環保的出行體驗。

1.3電池包殼體輕量化設計

1.3.1電池包輕量化技術

電池包輕量化是提高電池系統能量密度的關鍵途徑之一，對于提升電動汽車的續駛里程和性能至關重要。典型的電池包殼體結構主要包括上蓋板、內部縱梁和邊框、托盤、冷卻系統以及底護板等組成部分，如圖6所示^[6]。電池包殼體輕量化一般主要從材料、結構、制造工藝等方面進行優化。

在材料輕量化方面，選用高強輕質材料如超高強鋼、鋁合金、鎂合金和纖維增強復合材料是實現電池包輕量化的關鍵。這些材料兼具高比強度、比剛度、良好的成型性、焊接性和耐腐蝕性，能有效提升電池包剛度和強度，同時減輕其質量。

在結構輕量化方面，通過殼體拓撲優化和仿真驗證確保電池包在質量減輕同時性能不減^[25]。借助虛擬仿真確定加強位置，避免過度設計，提高結構效率。加強試驗數據積累，對比仿真驗證和實際樣件測試，持續優化模型準確性。

在制造工藝方面，采用適合材料特性的新技術至關重要。例如，利用超高強鋼輥壓成型技術制作高強度、高吸能效果的腔體結構；采用鋁合金一體式壓鑄技術集成多個部件，提高尺寸精度；采用碳纖維復合材料的一次成型技術發揮其高比強度、優良密封性和耐腐蝕性；同時，先進的連接技術如弧焊、攪拌摩擦焊、激光焊接和自沖鉚接的開發應用，為電池包制造的質量、結構穩定性和密封性提供了堅實保障。

1.3.2電池包的殼體的設計要點

電池包殼體是純電動汽車中電池組的重要保護結構，需滿足強度、剛度、碰撞安全、散熱等要求^[25]。GB 38031—2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》對電池包安全性、密封性、防火性等做了要求。同時《純電動乘用車底部抗碰撞能力要求及試驗方法》團體標準對電池包底部刮擦、托底及球擊、穿刺等試驗做了規定，是對法規的有效補充，該標準已通過評審并待正式發布。

1.3.3典型電池包殼體輕量化對比

方案1：選用擠壓鋁合金作為縱梁和邊梁框架，四角區域則運用壓鑄鋁合金進行集成化設計。

該方案通過整合多種模塊，有效避免了擠壓型材在四角區域可能出現的變形問題。以奧迪e-tron為例^[26]，其電池包結構如圖7所示，采用高壓鑄造與擠壓邊梁焊接相結合的方式構建整體框架。這種設計不僅充分發揮了材料的優勢，提高了結構設計的靈活性，還確保了出色的靜強度、疲勞性能、耐腐蝕性和抗碰撞能力。托盤部分則主要采用6系擠壓型材進行拼焊而成。為保證焊接的強度和密封性，特別選用了低應力變形小的攪拌摩擦焊技術。由于焊接過程中不涉及焊接材料的融化，因此能夠確保優良的密封性能。

表2展示了該方案在量產車型中的應用，對于大尺寸電池包，該方案能有效減輕殼體質量。

方案2：采用鋁合金一體式壓鑄工藝將邊框、縱梁和托盤進行集成設計。

這種設計具有出色的一致性和整體性，有效避免了焊接、密封、漏水、腐蝕等問題，從而簡化了裝配步驟，顯著提高了生產效率。鑄造殼體的設計靈活性更高，可以根據性能需求進行局部補強設計。據高超等人的研究，利用Genesis軟件對鑄造件托盤的加強筋結構進行優化，結果顯示優化后的模型綜合剛度性能提升了2%，且質量未增加^[25]。此外，與擠壓攪拌摩擦拼焊作為托盤相比，一體式壓鑄鋁合金設計的托盤平面度更佳，更有利于電池模組的溫度控制。

對于混合動力車型，由于電池盒較小，多采用一體式壓鑄工藝，如寶馬、通用、大眾、本田、騰勢等旗下車型。然而，對于純電動汽車，電池包尺寸較大，位于底盤下部，對安全性、防腐性要求更高。隨著一體式壓鑄技術和免熱處理材料的進步，有望實現高壓壓鑄合金電池包殼體，滿足性能要求。以飛凡汽車ER6為例，其搭載的一體式壓鑄大型鋁合金鑄造托盤，電池包尺寸約為1 690 mm ×1 300 mm，如圖8所示^[27]。利用壓鑄工藝壁厚可以不等厚的特性，將質量集中在關鍵受力區域，成功減輕電池包殼體的質量。

方案3：超高強鋼輥壓集成邊梁結構

相較于傳統冷沖壓高強鋼焊接拼焊方式，輥壓成型工藝展現出顯著優勢，包括高效、節材、環保及低成本。此工藝不僅減輕了電池包殼體質量，還避免了腐蝕和密封性問題。目前，行業內已成功實現1 500 MPa超高強鋼的復雜截面輥壓零件試制^[28]，并且可以進行開口或閉口腔體設計，通過在線激光焊接技術實現零件集成，圖9示出了某產品超高強鋼輥壓邊框典型斷面^[29]。

然而，超高強鋼輥壓拼焊電池包框架仍面臨技術挑戰，如高強度零件的焊接質量及密封性問題。但熱輥彎成形工藝的研發和應用為復雜高強鋼輥壓零件的彎曲加工提供了新途徑^[29]。這一新工藝有望拓寬輥壓產品應用，提高尺寸匹配精度，從而優化電池包殼體的制造質量和精度。

方案4：碳纖維復合材料電池包殼體

碳纖維復合材料由于具有質量輕、高比強度、耐腐蝕、絕緣性好以及一體成型等優點，使得其在電池包制造上得到了廣泛應用。碳纖維復合材料在下托盤的應用中展現出輕質高強和耐撞性好的特點。研究表明^[30]，與鋼制電池包相比，采用復合材料T300/5208的電池包質量減輕了67.6%，而與鋁鎂合金電池包相比，也能實現減輕36%的質量。科研機構與企業的合作在碳纖維復合材料電池包的開發上取得顯著突破，通過優化鋪層厚度和順序，進一步提升了輕量化效果。例如，天津中科先進技術研究院與力神共同開發的碳纖維復合材料電池包總質量約為24 kg，較鋁合金結構質量減輕50%，并具備高能量密度。蔚來汽車與德國SGL Carbon的合作項目也展示了碳纖維復合材料電池包的巨大潛力，其84 kWh的電池包比鋁結構電池包質量輕40%，能量密度超過180Wh/kg^[31]。圖10所示為蔚來汽車前瞻開發的碳纖維電池包殼體（暫未量產）。

表3對典型電池包殼體的技術方案在成本、工藝、質量方面進行了對比。普通冷沖壓板結合超高強鋼輥壓的設計策略，在成本控制上展現出顯著優勢，是低成本電池包開發的主流推薦方案，但相較于其他輕質材料，其質量上高出20～30 kg，在輕量化方面有局限性。相對而言，鋁合金擠壓型材殼體在質量與成本之間達到了良好的平衡，展現了優越的輕量化優勢和較低成本，在中高端車型上應用較廣。碳纖維復合材料作為一種先進的輕量化材料，輕量化效果最佳，質量僅為42.4 kg，但成本是多種方案中最高的。盡管碳纖維復合材料在電池包輕量化方面有巨大潛力，但由于其高昂的價格，使其在量產車型上的廣泛應用仍面臨較大的挑戰。

2結束語

提升電池包能量密度對提升純電動汽車的續駛里程至關重要。由于液態鋰離子電池的材料性能接近理論極限，單體電芯能量密度難以突破300 Wh/kg，達不到政策預期。為此，整車制造企業及電池企業正積極研發后鋰離子電池材料。目前，360 Wh/kg的半固態電池技術已具備與現有體系的高度兼容性，并可實現小批量量產，在提升電動汽車續駛里程方面有重要意義。

傳統的MTP模式集成效率和空間利用率分別僅為約60 %和40 %。相比之下，CTP模式將集成效率提升至70 % ～ 75 %。未來，CTC或CTB技術有望將集成效率和空間利用率這兩項指標進一步提升至90 %和70 %以上，其有望成為汽車企業增強電池包性能的關鍵技術。

在電池包殼體輕量化方面，碳纖維復合材料表現出最佳的減重效果，相較于高強鋼方案可減輕約70 kg。盡管目前其成本較高且尚未量產，但隨著碳纖維成本下降，它有望成為行業首選。超高強鋼輥壓梁和鋁合金擠壓梁方案展現了良好的輕量化潛力。其中，鋁合金擠壓梁方案相比超高強鋼輥壓梁方案可減輕約22 %的質量，但成本增加約一倍。

綜上所述，提升電池包能量密度可通過研發高能量密度的電芯材料、提高電池包集成效率以及降低殼體質量來實現。企業在決策時，應綜合考慮中長期目標、技術儲備、車型需求、研發周期及成本投入等因素，選擇最為合理的實施路徑。

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【作者簡介】

張成（1988—），男，碩士，愛達克車輛設計（上海）有限公司，工程師，研究方向為車身及電池包殼體輕量化技術解決方案。

E-mail：hitzhangcheng@126.com