采用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行電動(dòng)汽車輕量化設(shè)計(jì)

輕量化設(shè)計(jì)和電氣化動(dòng)力總成已成為汽車行業(yè)降低車輛燃料消耗的重要策略。電動(dòng)汽車（EV）的輕量化技術(shù)在不斷發(fā)展，因?yàn)镋V和輕型化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)可以結(jié)合起來，進(jìn)一步降低對(duì)環(huán)境影響，同時(shí)能夠增加EV的續(xù)航里程，提高其整車動(dòng)力性能。基于以上原因，對(duì)EV進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了推動(dòng)其發(fā)展的一個(gè)重要手段。

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，合成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，提高了材料的綜合性能。且復(fù)合材料具有體積質(zhì)量小、比強(qiáng)度和比模量大、耐磨耐蝕性好及加工成型方便等優(yōu)點(diǎn)，可以逐步取代金屬材料，在汽車工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，在汽車車身中主要應(yīng)用有玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）和碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）等材料。

文中，采用CFRP材料，對(duì)一款EV的電池箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，目的是減輕該電動(dòng)汽車的重量。通過Patran軟件進(jìn)行電池箱有限元模型的創(chuàng)建，并用Nastran軟件進(jìn)行數(shù)值仿真。對(duì)比了采用鋼與CFRP兩種材料的電池箱結(jié)構(gòu)各自的承載性能。結(jié)果表明，在保證池箱的承載性能不變的情況下，采用CFRP復(fù)合材料進(jìn)行電池箱設(shè)計(jì)，其重量減輕了64%。