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作品名称：池盾未来-新能源汽车动力电池保护装置
学校名称：江西现代职业技术学院
参赛队伍：池盾未来
队伍编号：221630
参赛学生：赵语含聂翔毅占欣翟晨羽
指导老师：刘伟婧罗锋华
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

1. 开发背景

随着新能源汽车产业在《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》等政策推动下迎来市场化快速增长，其动力电池安全问题也日益凸显；行业数据显示，因电池包固定不良导致的事故率高达70%，2023年一季度新能源汽车自燃率更上涨了32%，电池脱落、外壳强度不足及高昂的维修成本已成为制约行业安全发展的核心痛点，市场亟需一款安全稳固、轻巧节能的电池保护解决方案。

2. 结构说明

本产品采用三层复合结构设计：外壳使用我们自主研发的铝基碳化硅（AISIC）材料，兼具高硬度与低密度特性；内部采用首创的蜂巢结构模体，通过在电池模组间设置挡板和橡胶缓冲垫，有效防止电池移位并分散载荷；整体结合独创的上下合模工艺，实现了模块化设计，确保了结构的精密性、高强度和装配一致性。

3. 功能与使用说明

该装置集成了结构防护、智能温控、电路保护、实时监测和初期灭火等多重功能，能够有效防止电池脱落、挤压，并通过PTC加热与液冷系统智能调节电池温度，其内置的智能断路器可应对过充、过放和碰撞情况，同时物联网云监测平台可实现电池状态实时监控与三级预警；在使用上，它直接安装于电池包外部并与电池管理系统对接，用户可通过云平台实时掌握电池健康状况并接收报警信息。

4. 设计原理

本设计基于材料学、结构力学与智能控制的跨学科原理：在材料层面，采用SiC颗粒增强的铝基碳化硅复合材料，显著提升基体的强度、硬度和热稳定性；在结构层面，运用蜂巢拓扑优化理论进行仿生设计，实现轻量化的同时优化载荷分布；在控制层面，通过多传感器数据采集与云平台数据分析，构建了一个“感知-决策-执行”的闭环智能管理系統，实现全方位主动防护。

5. 设计方案

我们的综合设计方案包括：在材料上选用高性能的AISIC复合材料，使成本降低30%而硬度提升72.22%；在结构上采用蜂巢模体结合挡板与缓冲垫的减重增稳设计，实现减重超过40%；在制造上运用上下合模冲压工艺，达成模块化快速生产；在系统层面则集成了智能温控、断路保护、云监测与气溶胶灭火四大模块，共同构建了一个高效、可靠的全方位电池安全防护体系。

6. 产品实用性

本产品具有显著的实用性：经济性方面，其外壳制备成本降低30%，并能有效降低用户后续维修费用；安全性方面，使电池抗冲击强度提升50%，并能延长火灾蔓延时间3倍；适应性方面，设计通用性强，可适配多型号电池与各类新能源车型；可持续性方面，材料可回收再利用，支持电池全生命周期管理，符合绿色低碳发展理念。

7. 产品创新性

本产品的创新性体现在多个维度：材料上自主研发了综合性能优于传统铝合金的铝基碳化硅（AISIC）复合材料；结构上首创蜂巢仿生与模块化一体化设计，实现了轻量化与高强度的完美统一；系统上构建了集智能温控、断路保护、云监测与内置灭火于一体的“四维一体”主动安全防护体系；工艺上开发了高效的上下合模技术，提升了生产质量与效率；商业模式上还形成了“售卖-回收-再服务”的产业闭环，推动了整个行业的可持续发展。