汽车用碳纤维-金属复合电池箱结构设计与分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着电动汽车产业的快速发展，对动力电池的性能要求日益提高，其中安全性是重中之重。

电池箱作为动力电池系统的核心部件之一，其结构设计和材料选择直接关系到电池系统的安全性和可靠性。

传统的电池箱材料主要有钢、铝合金等金属材料，但存在着重量大、能量密度低等问题，难以满足电动汽车轻量化和续航里程的需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，碳纤维复合材料在汽车领域的应用越来越广泛，电池箱作为汽车轻量化的重要部件之一，也逐渐开始使用碳纤维复合材料。

1. 国内研究现状

国内方面，一些高校和科研机构在碳纤维复合材料电池箱方面开展了研究工作。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题将针对碳纤维-金属复合电池箱结构设计与分析展开研究，主要内容包括以下几个方面：
1.碳纤维-金属复合材料的选材与性能研究：针对电池箱的应用需求，研究不同类型碳纤维复合材料和金属材料的性能特点，选择合适的材料组合，并进行力学性能测试，获取材料参数。

2.电池箱结构设计：基于电池模组的尺寸和排列方式，设计碳纤维-金属复合电池箱的整体结构方案，包括上下壳体、侧板、加强筋等，确定各部件的尺寸和形状。

3.复合材料层合结构设计：根据电池箱的受力情况，设计碳纤维复合材料层合板的铺层顺序和厚度，以满足强度和刚度要求，并通过仿真分析优化层合结构。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，以实现碳纤维-金属复合电池箱结构设计与分析的目标。

首先，进行文献调研，了解碳纤维复合材料、金属材料、电池箱结构设计、有限元分析等相关领域的理论知识和最新研究进展。

在此基础上，确定电池箱的设计要求，包括尺寸、重量、强度、刚度、安全性能等，并选择合适的碳纤维复合材料和金属材料。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.采用碳纤维-金属复合材料设计汽车电池箱，实现了电池箱的轻量化设计，并提高了电池箱的安全性。

2.针对碳纤维复合材料和金属材料的特点，设计了合理的复合材料层合结构和金属结构，并优化了连接结构，以充分发挥两种材料的优势。

3.建立了碳纤维-金属复合电池箱的有限元模型，并进行了静力学分析、模态分析和碰撞安全性分析，为电池箱的结构设计和优化提供了理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张晓丽,王立柱,周志刚,等.基于轻量化的电动汽车电池包箱体设计与优化[j].机械设计与制造,2023(02):247-252.

[2] 张洪波,郭鹏,姜泽毅,等.基于拓扑优化的复合材料汽车电池箱轻量化设计[j].玻璃钢/复合材料,2022(06):70-76.

[3] 孙浩,李亮,吴锋.电动汽车电池箱用复合材料研究进展[j].工程塑料应用,2022,50(04):1-7 24.