电池箱总成在新能源汽车结构中占据了重要的位置。在为新能源汽车提供了有效的能源以及动力的同时，由于单个电池的电荷相对较小需要的数量大造成电池箱总成过重从而会影响汽车的加速性能和能达到的最高车速。目前电池箱总成本身占据了汽车总重的25%~30%，由于电池箱总成本身消耗了大量的电池效能，因此减轻电池箱的重量已经成为新能源汽车发展的当务之急。

　　近年来复合材料以其质量轻、比强度高、比刚度高并且可一体化设计等特点在汽车工业方面已经得到非常广泛的应用。国内外相关学者对汽车轻量化的研究已经取得了丰硕的成果如今在汽车悬架、车身、轮毂等相应的结构上都应用了复合材料，从而来实现汽车的轻量化。而现在汽车电池箱过重已经成为电动汽车发展的阻碍在前人的研究基础上，本文采用碳纤维/环氧树脂复合材料来实现汽车电池箱的轻量化，并且成功减轻了汽车电池箱60%左右的重量。

　　某公司大型环卫电动汽车电池箱的轻量化设计所采用的电池为磷酸铁锂电池电池单体重量为5.6kg。每辆车共计由八个电池箱组成其中每个电池箱每箱应安装36节蓄电池，即电池箱需要承载的重量为201.6kg。箱体长度为926mm、宽为564mm、高为300mm、厚度为3mm。《产品浏览：碳纤维复合材料电池箱（图）》

　　本文使用的是碳纤维/环氧树脂复合材料。其中复合材料的铺层设计主要有以下两种方式：①按载荷分量的分布情况来设计纤维取向，可以最大限度地利用纤维特性来承担载荷的分布；②利用铺层“剪裁”设计，以获得结构所需的刚度特性，特别是其独有的耦合刚度。本文的铺层方式为[0/90/45/45]2，每层厚度为0.5mm。对电池箱的有限元模型进行结构分析，得出的最终应力、应变结果，从复合材料的静力分析可以很容易得出最大主应力δ1=73.1MPa、δ2=39.7MPa以及剪切应力T12=13.2MPa，为碳纤维/环氧树脂复合材料的强度校核提供了基础同时也可以看出在增强了材料1mm厚度后，使整个电池箱的强度得到了很大程度的提升。

　　通过强度准则对复合材料汽车电池箱的验证确认碳纤维/环氧树脂复合材料的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，所以用纤维/环氧树脂复合材料来代替Q235钢来设计电池箱是可行的在减轻电池箱重量的情况下强度也同样满足使用规范。

　　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35.2kg和12.4kg，且电池箱的最大应力分别为73.1MPa和81MPa都在材料的屈服极限范围之内，符合设计要求，虽然为了满足刚度要求使用碳纤维/环氧树脂复合材料改进电池箱之后电池箱的壁厚增加了1mm但是优化后，目标函数电池箱质量却减少了22.8kg。

　　通过对复合材料的研究发现，传统金属电池箱的重量过大，浪费汽车动力系统的利用效率可以用复合材料进行改进；对碳纤维/环氧树脂复合材料与传统金属材料进行分析，并通过对比发现复合材料在减轻汽车电池箱重量的方面有着明显的效果，成功地降低了汽车电池箱体64%以上的重量，且该复合材料能够满足GB17354-1998的标准要求，节省了汽车的能源利用率可以用于电动汽车的开发研究。