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共识。
动力电池作为新能源汽车的核心部件之一，其安全性、能量密度和成本控制等方面都直接影响着新能源汽车的整车性能。
而电池箱作为动力电池系统的外部防护结构，其轻量化水平直接关系到整车的续航里程、动力性能以及制造成本。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，CFRP凭借其优异的性能，在汽车领域的应用日益广泛，对其在车用电池箱方面应用的研究也逐渐增多。
1. 国内研究现状
国内学者在CFRP电池箱的结构设计、制造工艺、性能测试等方面开展了大量的研究工作。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题将针对CFRP材料的特点和车用电池箱的特殊工况，采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，对CFRP车用电池箱的轻量化结构进行设计与分析。
1. 主要内容
(1)开展车用电池箱结构需求分析，明确其功能需求和性能指标；(2)进行CFRP材料力学性能测试，获取其拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能参数；(3)研究CFRP电池箱结构设计方案，确定合理的结构形式和铺层方案；(4)建立CFRP电池箱有限元模型，并对其进行静力学分析、模态分析和碰撞仿真分析，评估其结构强度、刚度、振动特性和碰撞安全性；(5)对CFRP电池箱进行轻量化效果评估，计算其轻量化率，并与传统金属电池箱进行对比分析，验证其轻量化效果。
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.文献调研阶段：通过查阅国内外相关文献，了解车用电池箱的结构特点、功能需求和设计规范，掌握CFRP材料的力学性能、成型工艺和应用现状，为后续研究奠定基础。
2.理论分析阶段：基于车用电池箱的设计要求和轻量化原则，分析CFRP材料的力学特性和失效机理，研究CFRP电池箱的结构设计方法和铺层优化策略，为结构设计提供理论指导。
3.数值模拟阶段：利用CATIA、ABAQUS等软件建立CFRP电池箱的三维模型，并对其进行静力学分析、模态分析和碰撞仿真分析，评估其在不同工况下的力学性能和安全性，优化结构设计方案。
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.基于多目标优化算法，对CFRP电池箱的铺层方案进行优化设计，在保证结构强度和刚度的前提下，最大限度地降低电池箱的重量。
2.结合实际工况，建立CFRP电池箱的精细化有限元模型，并对其进行多工况耦合分析，更加准确地评估其力学性能和安全性。
3.探索CFRP电池箱的低成本、高效制造工艺，为其产业化应用提供技术支持。
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] 肖瑶,张维刚,王登峰,等.电动汽车电池箱复合材料轻量化设计与应用[J].工程塑料应用,2021,49(11):228-233,239.
[2] 葛如冰,王震坡,林忠钦.电动汽车电池箱轻量化设计与优化研究进展[J].机械工程学报,2020,56(18):1-17.
[3] 张宁,黄世峰,何勇,等.基于CFRP的动力电池箱轻量化设计[J].汽车工程,2019,41(06):700-706.
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