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

（圖（tú）示：碳纖維電池箱）

  在新能源汽車中，電池箱占據了重要位置。在為（wéi）新能源汽車提供動力的同時，由於單個電池的電荷（hé）較小，需要安裝多個電池進行工作，這也導致了新能源汽車中電池箱過重的問題，嚴重影響汽車（chē）的性能。碳（tàn）纖維複（fù）合材料輕質高強，是汽車輕（qīng）量化中優先選擇的複合材（cái）料，有人提出，是否（fǒu）可利用碳纖維複合材（cái）料達到電（diàn）池箱輕量化的目標。

  傳統電池箱材質為耐疲勞性能好的鋼製材（cái）料（liào），為驗證碳纖維複合材料電池箱是否達（dá）到輕量化（huà）目標，本性利用有限元軟件對（duì）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是否達到輕量化目標。

  蘇州www.91複合材料的產品涉及汽車、高（gāo）端（duān）醫療、航空航天以及軍工領域等，不僅可為客戶（hù）提供定製化服務，還可提供（gòng）創新功能材料的分析與研（yán）發，從結構設計、CAE分析以及性能檢測和量產為一體（tǐ）的綜合解決方案。本次分析的電池箱采用的是（shì）挪（nuó）恩複材為國內某電動汽車廠商加工的碳（tàn）纖維電池箱樣品。

  電池箱所（suǒ）用的電池為磷酸鐵鋰電池，電（diàn）池單體重量為5.6Kg，每輛車（chē）配備8個電池箱，每個電池（chí）箱安裝36節蓄電池（chí），即電池（chí）箱所（suǒ）需承擔重量為（wéi）202kg。

  金屬電池箱的有限元分析

  建立金屬電池（chí）箱的三維模型並對（duì）此進行網格（gé）劃分、添加邊界條件，金屬材質為Q235鋼。由於電池箱的頂蓋、側翼及其控（kòng）製和等零部件不是結果分析的（de）側（cè）重點，故對模型（xíng）進行簡（jiǎn）化處理，添加相應的邊界條件，進行結果後處理，可以（yǐ）得到最（zuì）終位移、應變的的結（jié）果分布雲（yún）圖。

  碳纖（xiān）維複合材料（liào）電池箱的有限元分析

  該（gāi）碳纖維複（fù）合材料電池箱的鋪層方式為{0/90/45/45}，每層厚度為0.5mm，利用有限元軟件進行分析。同時為了了（le）解碳纖維電池箱的設計是否符合安全標準，利用Tsai—wu強度準則進行驗證，確（què）認碳纖維複合材料電（diàn）池箱的最大應力在極限強度範（fàn）圍內，並且可以滿足材料的強度要求。

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

  可總結為：

  1、通（tōng）過對碳（tàn）纖維複合材料的研究發展，傳統（tǒng）金屬電池箱重量過大，浪費汽車動力係統的（de）利（lì）用俠（xiá）侶，可用碳纖維複合材料進行優化（huà）。

  2、分別對碳纖維複合材料（liào）與（yǔ）傳統金屬材料進行分析，並通（tōng）過杜比，發現複合材料在減輕碳纖維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，並且符合使用標準。

  3、運用（yòng）Tsai—wu強度理論對複（fù）合材料電池箱進行強（qiáng）度校核，在使用結（jié）果上來看，電池箱並沒（méi）有出現嚴重變形和開裂等異常現象。

  碳（tàn）纖（xiān）維複合材料不僅在汽車結構上可幫助滿足輕量化的目標，在新能源（yuán）汽車電池箱方麵，同樣可以在滿足係能源汽車動力（lì）前提（tí）下減輕重量，減少（shǎo）對汽車運行速度以及運（yùn）行裏程的影響，結合（hé）當前（qián）新能源汽車以及環保主題的大力提倡，非常（cháng）看（kàn）好碳（tàn）纖維（wéi）在電池（chí）箱方麵的應用。