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1．重量与轻量化
与传统燃油汽车相比，由于电动车辆目前所选用的动力电池的比能量远低于传统燃油汽车，且电池系统的重量占比较大，因而也使得整车的整备质量大幅增加，导致电动车辆的续驶能力不足，因此，相比于传统燃油汽车，电动车辆对于轻量化的要求更为迫切。动力电池系统的结构设计需要以提高产品的质量比能量和质量比功率为目标，通过轻量化设计提高产品的集成效率。
2．外观标识
要求具有永久标识，注明电池单体的化学体系类型和动力电池系统的基本参数，以便识别，基本参数包含：电池系统中电池单体化学体系类型、额定电压、总能量、最大放电电流、最大充电电流、电池系统整体质量等。要求具有安全风险警示标签，其中警告标识的位置、尺寸和内容必须遵照相应的设计要求、标准和规则。优先在电池包的第一可视面，或者清晰醒目位置设置高压电危险符号。
3．机械强度和刚度
目前在动力电池系统产品开发和应用过程中，主要存在以下共性问题：
1）由于电池包的质量较大，电池箱体下売体纵横梁/加强筋的边缘部位应力都比较集中，容易发生疲劳失效。
2）电池箱体下売体的中心区域变形量较大，会影响整车离地间隙和通过性。
由于电池箱体承受着电池组等部件的质量，因此其强度、刚度必须满足使用要求才可以保证整车行驶的安全性。动力电池系统须进行合理的结构设计，机械强度和刚度设计要求能保证具有足够的强度和刚度，尤其是在典型的极限工况（如紧急制动、越过路面障碍或颠簸路面、急转弯等）条件下，电池系统各部分不发生破坏和失效。例如，要求满载条件下，取冲击加速度1 g 、3 g 进行静强度的计算，对应的变形量小于3mm（具体可以结合整车离地间隙对应的允许最大变形量进行调整和确认）。
4．机械振动和冲击
根据已有的电池包机械振动试验测试结果，分析发生失效的主要问题及原因，归纳如下：
1）单个电池包自身有较大的重量，通常采用吊挂悬置方式固定在整车车身上，容易出现电池箱体局部应力过大，尤其是电池箱下壳体的纵横梁上对应于电池模组固定的部位，更容易发生开裂。
2）电池箱体外壳破裂。
3）电池箱内部支架结构损坏。
4）插接件、标准件（螺栓螺母）出现松动。
5）高低压线束磨损，导致出现绝缘电阻降低或短路。
6）在焊接上，存在局部位置焊接点间距过大，造成板件之间连接强度不足的情况。电池箱加工过程中，实际焊接结果与焊接要求（焊接位置、焊点大小及数量等）不完全一致，导致实际抗振动性能下降。
由于路面的不平度，电动车辆在行驶过程中所承受的载荷具有振动激励源多样化、随机性的特点，因而常采用随机振动来模拟电池包在该过程中的振动特性。目前针对动力电池系统随机振动条件下的结构疲劳分析，主要使用频域分析方法，即通过采集典型行驶工况对应的路谱信息，得到时间历程的样本函数，并将其转化成和概率有关的函数，如功率谱密度（Power Spectrum Density，PSD）函数，功率谱密度可以从频域角度准确地描述载荷的统计规律，因而，载荷工况一般以功率谱密度-频率曲线的形式进行定义、将电池箱受到的振动来源分解为3个方向（ X 、 Y 、 Z ）的功率谱密度，电池箱在使用过程中也主要是受 Z 向振动源的影响较大。根据GB/T 31467.3—2015 第7.1 节电池系统经受的随机振动载荷，按一个样品每个方向测试21h，可等效认为能够满足24万km以上的机械寿命要求。电池系统也因底盘或者安装位置不一样，而有其自身的随机振动谱，因此也可以根据自身的车型和安装位置来采集路谱，确定随机振动测试载荷。对于用于出租运营的电动车辆，由于城市运营工况的特殊性，要求达到50万km甚至更高的机械寿命要求，最好能按实际运行的典型工况来采集实际路谱数据，并针对性制定对应于50万km或更高累计行驶里程要求的随机振动测试载荷。
由于动力电池系统的抗振动与抗冲击性能会直接影响其基本性能、安全性、可靠性以及耐久性等，因此，电池包的结构设计应能满足多变运行环境和行驶工况条件下的疲劳寿命要求，能满足结构耐久测试和整车耐久试验要求。经历机械冲击试验（例如施加25 g 、15ms的半正弦冲击波形）后，要求箱体外部及内部不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象。
5．碰撞
相比于传统汽车，电动车辆在碰撞中的特殊性体现在两方面：一是高能量、大质量的动力电池包在碰撞中受到挤压损伤时（电池包挤压变形量超过能容忍的极限）可能会引起起火、爆炸：二是高电压的电驱动系统碰撞后可能会与乘员发生直接或间接接触从而引发电击伤害。电动车辆在碰撞、翻车等情况下，高压线束可能会出现脱落、短路、损坏等情况，引起车体带电，使乘员遭受触电危险，危害乘员人身安全：动力电池组可能会发生挤压、短路、穿刺等故障，造成电池内部或外部短路，从而引起电池的热失控，造成起火、泄漏、爆炸等事故，危害乘员人身安全。要求电池包的结构设计能满足整车碰撞要求，模拟碰撞过程中不能发生电解液的泄漏、电池箱壳体破裂或固定结构失效、着火或爆炸等现象。如果电池包中包含液冷系统，则水冷板中的冷却液不能发生泄漏。
6．挤压
挤压主要是模拟整车发生碰撞过程中，电池模组及电池箱内部高压电气部件可能受到的机械接触式作用力、变形量及位移，进而可能形成的危害事件，是碰撞安全的进一步补充。对于采用方形电池单体或软包电池单体的电池模组，由于电池单体内部卷芯结构的差异性，包括卷绕结构和叠片结构的差异性，其在不同方向上允许的挤压变形量有较大差异，因而受到挤压之后的安全风险也不同。例如：电池单体的极片采用卷绕式结构，其大面挤压风险高，因而电池单体或电池模组在整车上的布置应优先将电池单体窄边沿 Y 方向布置。
首先，必须限制电池包（包括内部电池模组或电池单体）在 Y 方向的变形压缩量（主要依靠整车的侧面碰撞防护设计），避免发生过大的挤压和结构侵入，导致发生漏电和电解液泄漏的情况。同时，必须限制电池包（包括内部电池模组或电池单体）在 X 方向的变形压缩量（主要依靠整车的后碰碰撞防护设计），避免发生后纵梁以及副车架等结构侵入，导致发生漏电和电解液泄漏的情况。
7．密封防护要求
由于整车行驶环境的复杂性，尤其是安装在车辆底盘下方或者安装位置较低的区域，当电动车辆遇到涉水、暴雨等危险工况时，可能由于水汽的侵袭引起电池的电气故障、短路、漏电等危害，因此必须为电池系统提供防水、防尘的环境，电池包的密封性直接影响到电池系统的工作安全，影响到电动车辆的使用安全，通常，密封防护等级要求达到IP67，才能保证电池包密封防水，电池组不会因为进水而短路。在一些要求较高的场合也需要满足IP68的要求。
8．底部抗石击性能
在车辆行驶过程中，安装在车辆底部的电池箱体容易受到飞石撞击，尤其是溅起的小石子长期重复冲击，会对电池箱体底部的保护漆膜造成损坏，导致金属部件缺少防护而发生生锈。通常参考传统燃油汽车，要求在电池箱体底部设置防护装甲（例如采用厚度约为2～4mm且具有弹性的树脂保护层），要求满足防腐蚀、防石击要求。
9．底部球击和穿刺
道路上可能会出现各种石块、混凝土块，如果没有得到及时清理，并且驾驶人在车辆行驶过程中没有有效避让道路上的这些异物，则安装在整车地板下方的电池箱体很容易受到冲击变形，从而可能对电池箱内部的电池模组、水冷板形成挤压。道路上还可能会出现各种尖锐异物，例如钢筋、钢板尖头、拖车挂钩等，如果安装在整车地板下方的电池箱体受到这些尖锐异物的猛烈撞击，很可能将电池箱底部击穿，并对内部的电池模组形成穿刺损坏。
1.电池模组方案设计方案
电池模组主要由电池单体、模组结构件、电池参数检测传感器、电气连接组件等构成。电池模组结构设计要点如下：
●能量密度：比能量、轻量化。
●热管理：导热、散热、加热。
●连接可靠性：电气连接可靠性、机械连接可靠性（防松）。
●可制造性：生产效率、优率。
●机械安全：机械振动、冲击、电池单体膨胀力。
●电气安全：电气绝缘、电气间隙、爬电距离、防触摸、等电位联结。
电池模组的机械设计主要按以下要求进行。
●电池单体之间的串并联可靠性连接、电池单体之间导电连接距离尽可能短且连接内阻小，汇流排能满足最大载流能力要求。
●机械安全设计。电池模组装配松紧度适中，各结构件具有足够的强度和刚度，防止因电池的内压变化而产生变形或破坏，并且要严格避免振动过程中电池单体的移动。
●电气安全设计。电池单体之间、电池单体与结构件之间达到电绝缘：电气间隙和爬电距离；接触防护；等电位联结等。
●根据电池包整体结构设计要求，能够与水冷板进行良好的热交换。
●电池模组温度采样的布点应能体现其特征温度。
●电池模组的标准化及可扩展性设计。可由不同数量的电池单体进行串并联扩展设计、零部件尽量复用。
●具有安装固定位置，能牢固地固定在电池包内部。
●电池模组中的结构件应具有良好的生产工艺性，制造简单、方便，易批量化加工制作，低工艺成本。
●具有良好的装配工艺性，方便安装、拆卸；应尽可能通用、具有互换性。
●在满足强度和刚度的前提下，尽量减少材料用量，尽量减轻重量。
●2.电池箱体方案设计
●电池箱体是动力电池系统总成的载体，对产品的安全运行和防护起着关键作用，直接影响整车的安全性。电池箱体的结构设计主要包括电池箱上壳体、下壳体等部件的壳体材料选择，制造工艺方案选择等。电池箱体结构设计要点如下：
●能量密度：比能量、轻量化。
●热管理：热均匀性、热管理系统效率、导热、散热、保温、加热。
●连接可靠性：过电流能力、电气连接可靠性、机械连接可靠性（防松）。
●可制造性：生产效率、优率、成本。
●机械安全：机械振动、冲击、强度、碰撞、挤压、侧翻、底部撞击、跌落等。
●电气安全：高压电标识、电气绝缘、电气间隙、爬电距离、防触摸、等电位联结。
●防护安全：防水防尘（IP67＆IP6K9K）、防盐雾腐蚀。
●其他：电池箱火烧、热失控蔓延控制、电池箱内外压力平衡和紧急排放。
电池箱体的设计主要包括上盖、下箱体、密封结构件、压条、支架等，其材料选择和结构形式主要取决于电池箱体的尺寸大小、结构形式（规则或异形结构）、机械强度和轻量化目标等要求。
电池箱体上盖主要起密封作用，受力不大，通常选用镀锌钢板进行折弯拼焊，或者采用冲压成型。在电池箱上盖结构非常异形的情况下，如果采用钢板折弯拼焊或者冲压拉伸均会有较大加工难度，且制造效率难以达到批量化要求，同时考虑到整体电池箱体的轻量化需求，上盖也可选用复合材料进行制作，例如聚酯片状模塑料（SMC）、玻璃纤维增强树脂（GMT）、纤维增强复合材料（FRP）和长纤维增强热塑性材料（LFT）等。
电池箱体下箱体是整个动力电池系统产品的承载件，电池模组主要布置在下箱体里面，因此电池箱体内部要有嵌槽、挡板等结构措施，使电池模组在车辆行驶的状况下可靠固定，在前后、左右、上下各个方向上均不发生窜动，避免对侧壁和上盖造成冲击，影响电池箱体寿命。下箱体可以采用拼焊工艺，底板可以选用高强度钢并冲压出加强筋，在与车身连接点位置做 X 、 Y 方向的“井”字形加强梁，提高下箱体的抗弯扭强度。下箱体的主要材料及成型方式包括：折弯型材钣金材料，冲压型材钣金材料，铸铝成型材料，焊接挤型铝材料。结合批量及生产效率需求、成本需求、轻量化需求及强度质量需求做出综合性的选择。
电池箱体上盖与下箱体之间密封面的设计对密封性起重要作用，其设计需要配合电池箱体结构和密封圈一起设计。密封面应尽可能保持在同一个平面，避免出现较多的曲面结构。由于上盖和下箱体是通过螺栓连接，所用螺栓数目较多，因此保证孔的同轴度尤其重要，需在合理布置螺栓孔位置的同时，位置尺寸尽量圆整，且在 X 、 Y 向呈对称布置。连接螺栓数目的选择需根据密封性高低和拆装工作量大小两方面综合考虑。