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题名碳纤维/环氧树脂复合材料电池箱优化设计
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作者
张继伟
王文皓
曹磊
尹长城
吕璋彬
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机构
湖北汽车工业学院
汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室
广西玉柴特种装备有限公司
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出处
《塑料工业》
北大核心
2025年第11期86-96,共11页
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基金
湖北省科技创新基地(平台)计划项目(2024CSA082)
“智果”行动计划(广西科技成果转化计划)(2025ZGZG01109)。
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文摘
针对电动汽车电池箱质量占比高导致的续航里程降低问题,进行了碳纤维复合材料电池箱轻量化设计研究,在满足国家相关标准的前提下实现显著减重。本文选用碳纤维/环氧树脂(T700/2510)材料,通过单向板力学性能试验获取材料参数,对试样破坏模式与试验数据进行分析。基于工程有限元软件(ABAQUS)构建电池箱有限元模型,并设计了碳纤维复合材料[45/-45/0/90]_(7s)(厚度7 mm)的原始铺层方案。同时采用多岛遗传算法,结合正交数组实验方法对电池箱进行铺层厚度和角度优化设计。最后,根据国家相关标准对金属电池箱、碳纤维复合材料电池箱和优化后的复合材料电池箱在各工况下的性能进行对比。结果表明,优化后的碳纤维复合材料电池箱在满足性能要求同时,相对于金属电池箱,下箱体实现减重67.2%,箱体总质量减重32%。该研究验证了多岛遗传算法与正交数组实验法在复合材料多目标优化中的有效性,为电动汽车动力电池系统减重提供了可靠技术方案,增强了碳纤维复合材料在新能源汽车的工程应用的实质性意义。
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关键词
电池箱
碳纤维复合材料
轻量化设计
多岛遗传算法
正交数组实验方法
环氧树脂
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Keywords
Battery Box
Carbon Fiber Composite Material
Lightweight Design
Island Genetic Algorithm
Orthogonal Design of Experiment
Epoxy Resin
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分类号
TQ327.3
[化学工程—合成树脂塑料工业]
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