中国汽车工业近年来发展迅速,我国汽车产销量已多年蝉联全球首位,然而随着燃油汽车数量迅速增长,由此带来的环境、能源、噪声等问题也对社会、经济造成了严重的负面影响。随着排放政策的陆续出台,以电动汽车为代表的新能源汽车飞速发展。我国市场上出现的新能源汽车主要是纯电动汽车,电池箱设计的合理性不仅关乎电动汽车续航长短、性能高低,更关系到驾乘人员的生命安全,因此电动汽车结构耐撞性及轻量化是一项具有重要意义的研究课题。本文将以湖南省战略性新兴产业科技攻关类项目[2016GK4008]为依托,对国产某型电动汽车一体式电池箱进行设计优化,利用有限元软件对其静动态特性及跌落过程进行分析,优化改进原始设计模型中薄弱及不合理的结构件,并通过整车侧面碰撞对优化后电池箱进行耐撞安全性验证。论文的主要研究工作如下:1)根据电池箱的数字模型,进行合理的简化处理,使用Hyper Mesh软件建立CAE模型。根据GB7258等相关标准,确定静态工况的边界条件及载荷,约束相应连接部位全部自由度,以进行颠簸急刹车与颠簸急转弯两种静态工况分析,发现静态工况下电池箱的应力较材料的许用应力明显偏低,存在大量的冗余质量,设计过于保守。而经过动态性能分析,则发现电池箱上盖的一阶模态较低,处于路面激振区间,行驶时容易发生共振。根据GB/T 31467.3-2015规定,对电池箱进行了跌落仿真实验,发现电池箱上盖在跌落过程中应力应变较大,刚度不足,下箱体部分焊点开裂,需要对其进行改进加强。2)针对电池箱初始设计的不足之处,使用Optistruct对电池箱各构件进行优化改进:使用拓扑优化对电池保护罩及加强横梁进行减重,使用尺寸优化合理分配电池保护罩、托盘、下盖等部件的材料厚度,降低质量的同时,提升系统的性能;使用形貌优化对电池箱上盖的模态频率及跌落刚度进行改进,最终使得电池箱在实现10.2%轻量化目标的同时,一阶模态提升了97.9%,跌落最大应力下降了10.7%,最大应变下降了32.2%,同时静态工况下最大应力应变仍处于合理范围。3)建立电动汽车整车侧面碰撞模型,根据GB 20071-2006,定义了50km/h可移动壁障对整车进行碰撞的边界条件、约束,并进行了碰撞仿真试验,实验结果,本次电动汽车一体式电池箱达到相关防护要求,具有良好的耐撞性。也说明本次基于高耐撞性的一体式电池箱设计方案的合理性。