新能源汽车用碳纤维复合材料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

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严峻，发展新能源汽车已成为全球汽车产业转型升级的必然趋势。

动力电池作为新能源汽车的核心部件之一，其性能和安全性至关重要。

电池箱作为动力电池的承载和保护结构，其结构设计和材料选择直接影响着电池系统的安全性和轻量化水平。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，碳纤维复合材料以其优异的性能，在汽车轻量化领域展现出巨大的应用潜力，吸引了国内外众多学者和企业投入研究。

1. 国内研究现状

国内学者在碳纤维复合材料电池箱的设计和制造方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题将针对新能源汽车对电池箱轻量化和安全性的需求，研究碳纤维复合材料电池箱的结构设计方法、有限元分析方法以及轻量化设计方法。

1. 主要内容

1.碳纤维复合材料性能研究:对比分析不同种类碳纤维复合材料的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、冲击强度等，以及其疲劳性能、耐腐蚀性能等，为电池箱材料选择提供依据。

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，具体步骤如下：
1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解新能源汽车电池箱的结构设计、材料应用、制造工艺、性能测试等方面的研究现状，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.需求分析：分析新能源汽车对电池箱的结构性能、安全性能、轻量化水平等方面的要求，确定电池箱的设计目标和技术指标。

3.材料选择：对比分析不同种类碳纤维复合材料的力学性能、物理性能、化学性能、成本等因素，选择满足电池箱性能要求的最佳材料。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.针对新能源汽车对电池箱轻量化和安全性的需求，创新性地提出一种基于碳纤维复合材料的电池箱结构设计方案，该方案采用多层复合材料结构，并结合了轻量化设计理念，能够有效提高电池箱的结构性能和安全性能，同时降低电池箱的重量。

2.采用先进的有限元分析方法，对碳纤维复合材料电池箱的结构性能和安全性进行系统分析，建立了电池箱在不同工况下的力学模型，并通过仿真分析，揭示了电池箱的失效机制，为电池箱的结构优化设计提供了理论依据。

3.探索碳纤维复合材料电池箱的轻量化设计方法，采用拓扑优化、尺寸优化等方法，对电池箱结构进行优化设计，并在保证安全性能的前提下，最大限度地减轻电池箱的重量，为提高新能源汽车的续航里程提供了一种有效的途径。

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] o'connell pa, rousseau i, miller s, et al. life cycle assessment of lithium-ion batteries for plug-in hybrid electric vehicles [j]. environmental science technology, 2013, 47(9): 4517-4524.

[2] harper g, sommerville r, kendrick e, et al. the uk automotive sector: challenges and opportunities for lightweighting [j]. materials science and technology, 2013, 29(10): 1174-1185.

[3] andersson p, blomqvist j, larsson f, et al. lightweight design of a battery pack box for a phev application [c]// asme 2011 international design engineering technical conferences and computers and information in engineering conference. american society of mechanical engineers digital collection, 2011.