在自然（rán）資源（yuán）和環境問題日益嚴峻的今天（tiān），尋找代替新能源是當下研究的重點。其中（zhōng）電動汽車是目前替代汽車研究中發展最（zuì）為迅速（sù）的方向之一，目前已有多家新能源汽車廠商交付產品供用戶使用。

（圖示：碳纖維電池箱）

  在新能源汽車（chē）中，電池箱占據了重要位置。在為新能源汽車提供（gòng）動力的同時，由於單（dān）個電池的電荷（hé）較（jiào）小，需要安裝（zhuāng）多（duō）個電池進行工作，這也導致了新能源汽（qì）車中（zhōng）電池箱過重的問題，嚴重影響汽車的性能。碳纖維複合材料輕質高（gāo）強，是汽車輕量化中優先選擇的複（fù）合材料，有人提出，是否可利用碳纖維複合材料達到電池箱輕量（liàng）化的目標。

  傳統電池箱材質為耐疲勞性能好的（de）鋼製（zhì）材料，為（wéi）驗證（zhèng）碳纖（xiān）維複合材料（liào）電池箱是否達到（dào）輕量化（huà）目標，本性利用有限元軟件對鋼製電池箱和碳纖維電池箱進行分析，用以驗證碳現電池箱（xiāng）是否達到輕量化目標。

  蘇州（zhōu）www.91複合材料的產品涉及汽車、高端醫療、航空航（háng）天以及軍工領域等，不僅可（kě）為客戶提（tí）供定製（zhì）化服務，還可提供創新功（gōng）能材料的分析與研發，從（cóng）結構設計、CAE分析以及性（xìng）能（néng）檢測和量產為一體的綜合解決方案。本次分（fèn）析的電池箱采用的是www.91複材為（wéi）國內某電動汽車廠商加（jiā）工的（de）碳纖維電池箱樣（yàng）品（pǐn）。

  電池箱所用的電池（chí）為磷酸鐵鋰電池，電池單體重量為5.6Kg，每輛（liàng）車（chē）配備8個電池箱，每個電池箱安裝36節蓄電池，即電池箱所需承擔重量為202kg。

  金屬（shǔ）電池箱的有限（xiàn）元分析

  建立金屬電池箱的三維模型並對此進（jìn）行網格劃分、添加邊界條件（jiàn），金屬材質為Q235鋼。由（yóu）於電池箱的頂蓋、側翼及其控製和等零部件不是（shì）結果分析的（de）側重點，故對模型進行簡化處理，添加相應的邊界條（tiáo）件，進（jìn）行結果後處（chù）理，可以得到最終位移、應（yīng）變的的結果分布雲（yún）圖。

  碳纖維複合材料（liào）電池箱的有限元分析

  該碳纖維複合材料電池箱的鋪層方式為{0/90/45/45}，每層（céng）厚度為（wéi）0.5mm，利用（yòng）有限元軟（ruǎn）件進行分析。同時（shí）為（wéi）了了解碳纖維（wéi）電池（chí）箱的設（shè）計是否符合（hé）安全標（biāo）準（zhǔn），利（lì）用Tsai—wu強度準則（zé）進行驗證，確認碳纖維複合材料電（diàn）池箱的最大應力在極限強度範圍內，並且可以滿足材料的強度（dù）要求。

  兩種情況下電動汽車電池箱目標函數電（diàn）池箱的質量分別為35.3kg和12.5kg，且電池箱的最大應力分別（bié）為73.2MPa和81MPa，都（dōu）在材料（liào）的屈服極限範圍（wéi）之內，符合設（shè）計要求，雖然為了滿組剛度要求，使用（yòng）碳纖維複合（hé）材（cái）料改進電池箱之後，電池箱壁厚增加了1mm，但優化後，目標函數電池箱質量卻減少了22.8kg。

  可（kě）總（zǒng）結為（wéi）：

  1、通過對碳纖維複合材料的研究（jiū）發展（zhǎn），傳（chuán）統金屬電池箱重量過大，浪費汽車動力係統的利用俠侶（lǚ），可用（yòng）碳纖維（wéi）複合材料進（jìn）行優化。

  2、分別對碳（tàn）纖維複合材料與傳統金屬材料進行分（fèn）析，並通過杜比，發現複合材料在（zài）減輕（qīng）碳纖維（wéi）電池箱重量方麵有這明顯的效果，成功的降低了汽車電池箱體65%以上的重量（liàng），並且符合使（shǐ）用標準。

  3、運用Tsai—wu強度理論對（duì）複合材料電池箱進（jìn）行強度校核，在使用結果上來看，電池箱並沒有出現嚴重變形和開裂等異常現象。

  碳（tàn）纖維複合材料不僅在汽車結構上可幫（bāng）助滿足輕量化的目標（biāo），在新能源汽車電池箱方麵，同樣可以在（zài）滿足係能源汽車動力前提下減輕重量，減少對汽車運行速度（dù）以及運（yùn）行（háng）裏程的影響，結合（hé）當前新能源汽車（chē）以及環保主題的大力提倡，非常看好碳纖維（wéi）在電池箱方麵的應用。