复合材料汽车蓄电池托盘轻量化设计

马尚标，邱 睿，周甘华，曹清林

（1.江苏理工学院机械工程学院，江苏 常州 213001；2.奇瑞新能源汽车技术有限公司，安徽 芜湖 241002）

1 引言

随着科技不断发展，能源问题和环境保护作为国民经济可持续发展战略的重要理念，也越来越受到人们的关注[1]。汽车作为我们日常生活中必不可少的交通工具，成为节能降耗的重点行业。有研究结果表明降低车身质量是节能的首选[2-3]。因此，汽车零件的轻量化设计十分必要。

近年来，在汽车结构件上采用轻质的复合材料替代金属材料逐渐成为一种趋势。热塑性复合材料（FRTP）是[4-6]一种以热塑性树脂为基体、以纤维为增强的材料，与汽车传统材料相比，热塑性复合材料的密度较低，能够降低整车的重量，它还具有冲击韧性好、成型周期短、便于回收再利用[7-8]等优点，因而在汽车结构件上的应用越来越多[9-11]：德国某公司的汽车前端模块采用热塑性长纤维增强复合材料工艺成型后，质量相对于传统材料的质量减轻30%；Honda车型因其采用热塑性玻璃纤维复合材料制作保险杠横梁，显著的减轻了整体质量并且综合性能优异而在美国的汽车市场名声显赫；德国和日本某汽车的前端支架采用FRTP，轻量化效果显著。

汽车蓄电池托盘作为承载蓄电池的结构件，它的轻量化设计也备受人们的关注。北京某公司的车型的开发过程中，蓄电池托盘采用长玻纤增强热塑性复合材料（LGF-PP）代替钢性材料，产品性能可靠，减重效果明显[12]，验证了FRTP材料在蓄电池托盘轻量化设计应用的可行性。……