在自然资源和环境问题日益严峻的今天，寻找代替新能源是当下研究的重点。其中电动汽车是目前替代汽车研究中发展最为迅速的方向之一，目前已有多家新能源汽车厂商交付产品供用户使用。

（图示：碳纤维电池箱）

  在新能源汽车中，电池箱占据了重要位置。在为新能源汽车提供动力的同时，由于单个电池的电荷较小，需要安装多个电池进行工作，这也导致了新能源汽车中电池箱过重的问题，严重影响汽车的性能。碳纤维复合材料轻质高强，是汽车轻量化中优先选择的复合材料，有人提出，是否可利用碳纤维复合材料达到电池箱轻量化的目标。

  传统电池箱材质为耐疲劳性能好的钢制材料，为验证碳纤维复合材料电池箱是否达到轻量化目标，本性利用有限元软件对钢制电池箱和碳纤维电池箱进行分析，用以验证碳现电池箱是否达到轻量化目标。

  苏州挪恩复合材料的产品涉及汽车、高端医疗、航空航天以及军工领域等，不仅可为客户提供定制化服务，还可提供创新功能材料的分析与研发，从结构设计、CAE分析以及性能检测和量产为一体的综合解决方案。本次分析的电池箱采用的是挪恩复材为国内某电动汽车厂商加工的碳纤维电池箱样品。

  电池箱所用的电池为磷酸铁锂电池，电池单体重量为5.6Kg，每辆车配备8个电池箱，每个电池箱安装36节蓄电池，即电池箱所需承担重量为202kg。

  金属电池箱的有限元分析

  建立金属电池箱的三维模型并对此进行网格划分、添加边界条件，金属材质为Q235钢。由于电池箱的顶盖、侧翼及其控制和等零部件不是结果分析的侧重点，故对模型进行简化处理，添加相应的边界条件，进行结果后处理，可以得到最终位移、应变的的结果分布云图。

  碳纤维复合材料电池箱的有限元分析

  该碳纤维复合材料电池箱的铺层方式为{0/90/45/45}，每层厚度为0.5mm，利用有限元软件进行分析。同时为了了解碳纤维电池箱的设计是否符合安全标准，利用Tsai—wu强度准则进行验证，确认碳纤维复合材料电池箱的最大应力在极限强度范围内，并且可以满足材料的强度要求。

  两种情况下电动汽车电池箱目标函数电池箱的质量分别为35.3kg和12.5kg，且电池箱的最大应力分别为73.2MPa和81MPa，都在材料的屈服极限范围之内，符合设计要求，虽然为了满组刚度要求，使用碳纤维复合材料改进电池箱之后，电池箱壁厚增加了1mm，但优化后，目标函数电池箱质量却减少了22.8kg。

  可总结为：

  1、通过对碳纤维复合材料的研究发展，传统金属电池箱重量过大，浪费汽车动力系统的利用侠侣，可用碳纤维复合材料进行优化。

  2、分别对碳纤维复合材料与传统金属材料进行分析，并通过杜比，发现复合材料在减轻碳纤维电池箱重量方面有这明显的效果，成功的降低了汽车电池箱体65%以上的重量，并且符合使用标准。

  3、运用Tsai—wu强度理论对复合材料电池箱进行强度校核，在使用结果上来看，电池箱并没有出现严重变形和开裂等异常现象。

  碳纤维复合材料不仅在汽车结构上可帮助满足轻量化的目标，在新能源汽车电池箱方面，同样可以在满足系能源汽车动力前提下减轻重量，减少对汽车运行速度以及运行里程的影响，结合当前新能源汽车以及环保主题的大力提倡，非常看好碳纤维在电池箱方面的应用。