- 课题研究的背景与意义
汽车工业在最近几十年中突飞猛进的发展，提高了人们的生活水平，但一直以来，燃油汽车一直存在一些不可避免的缺陷，例如对原油能源储量的巨大消耗，含有大量有毒气体的尾气排放等。这些有害气体不仅对人体造成严重伤害，也是雾霾产生的直接原因，而且还会加剧全球温室效应。随着环境及能源问题的不断恶化，电动汽车已经成为未来汽车工业的重要发展方向。
随着电动汽车保有量的持续增长，电动汽车碰撞后发生起火甚至爆炸的事故也随之增加，对于电动汽车碰撞安全性而言，除了要满足传统燃油汽车的碰撞安全标准以外，还需考虑其特有的安全问题，比如动力电池在碰撞过程中可能发生电解液泄露、高压短路、起火甚至爆炸等，与整车安全有着直接关系。现有研究表明，该类型的汽车的主要安全问题是由动力电池箱引起的。该类总成在受到冲击碰撞时，往往会因为电池的短路从而引发温度的急剧上升，产生大量的热并引燃动力电池箱，影响到整车安全乃至乘客的生命安全。因此，电动汽车碰撞安全性研究对其行业发展意义重大，而动力电池箱作为电动汽车电池组的载体，对电池的安全和防护有着不可替代的作用，其在碰撞中的安全性至关重要。
- 国内外电动汽车电池箱碰撞安全研究现状
近年来，国内外不少企业和学者就电动汽车电池箱碰撞安全的问题进行了研究，通过有限元法对活塞的工作情况进行模拟，在电池箱的结构设计和安全性提升方面取得了一些成果。
王震坡，王越等[1]以提高碰撞工况下电动客车动力电池安全性为目标，建立有限元模型对电动客车进行侧面碰撞仿真计算，分析了电动客车车身和电池包在碰撞过程中的运动及变形情况，评价了客车电池包在侧碰撞时的安全性，并针对电池包结构设计缺陷提出了动力电池组分断防护策略，对客车电池结构进行优化。
何斌成，许铀，李梓立等[2]建立了圆柱形电池组模型并基于此提出了一种结构化电池组的设计方案，设计了一个PVC电池保护壳，并通过静态分析验证了此方法的合理性，但增加单体电池保护壳套会增大电池组质量，因此，该方案可行性不高。
兰凤崇，刘金，陈吉清等[3]结合电池包开发的实例通过有限元仿真和电池包的精细化三维模型，模拟并分析了碰撞过程中电池包箱体及内部结构件的变形与响应规律，为电池包的性能分析、安全评价，以及碰撞振动分析与优化提供了参考思路。
李宝宁[4]建立电池包精细化3D模型，配合相关模态实验研究，并结合电动汽车有限元模型对电池包的箱体和内部结构件进行碰撞仿真与分析，提出使用模态仿真结果对模型的准确性进行验证。
王兵，蒿豪，姚一一等[5]以低地板公交大巴电池箱为例，模拟仿真了紧急制动、急转弯、颠簸等工况下电池箱箱体地板、大侧壁、小侧壁的受力情况，运用Solidworks Simulation对电池箱的强度进行分析，并对薄弱环节进行更改设计，使电池箱满足车辆运行的工况要求。
袁林，赵清海，张洪信等[6]以某纯电动汽车电池箱为研究对象，对电池箱进行多方向碰撞工况仿真分析，并根据分析结果，基于拓扑优化法和层次分析法对电池箱进行多目标拓扑优化设计，优化后的电池箱减重26.6%，实现了轻量化设计且满足了碰撞工况下的安全性。
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