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汽车轻量化对于电动汽车的续航性能、控制稳定性以及安全性能都大有裨益,电池模块是电动汽车的能量来源,电池箱起着承重和保护电池模块的作用,因此,对于电池箱轻量化的研究是轻量化与安全性兼顾的一项工程。电池箱的轻量化主要通过两个方法来实现:一是使用新型轻量化材料;二是对电池箱结构进行优化设计。镁合金是最轻的工程应用结构材料,但在电池箱上规模应用还存在结构再设计、成型工艺优化等技术难题。为了实现镁合金在电池箱上的高性能、低成本规模应用,本课题进行了电池箱的镁合金材料替代结构再设计,通过仿真分析,研究了“颠簸+急刹车”和“颠簸+急转弯”两种极限工况下电池箱的静强度和静刚度特性。针对镁合金电池箱结构特点,结合数值模拟,进行了真空压铸工艺的优化设计,确定了最优真空压铸工艺参数,并进行了工程验证和样件试制。本文在以下方面取得了一些研究成果:(1)镁合金电池箱在“颠簸+急刹车”和“颠簸+急转弯”两种极限工况下,产生应力集中的区域均在加强肋与箱体侧壁连接的位置,优化后的镁合金电池箱在静力学性能上能够满足要求。在静强度方面,两种工况下的最大等效应力分别为124.83MPa和114.69MPa;静刚度方面,两种工况下的最大变形量为2.32mm和1.87mm;(2)镁合金电池箱质量为14.06kg,钢制电池箱质量为38.23kg,减重63.2%,轻量化效果明显;(3)通过分析电池箱结构特点及镁合金材料成型工艺性,完成了浇注系统、排溢系统等相关参数的计算和设计,并通过数值仿真获得了最佳真空压铸工艺参数:真空度为5×10~4Pa,快压射速度为3.2m/s,浇注温度和模具预热温度分别为680℃和220℃。(4)根据工艺设计完成了模具的设计制作,并进行了样件试制,压铸件性能良好。