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纯电动汽车因其清洁、无污染的特性，成为各国研发的重点方向。其电池包是整车的核心部 件，起承载和保护动力电池组的关键作用，其结构设计的轻量化是汽车轻量化、提升续驶里 程的关键途径。电池包服役过程中需承受来自地面的各种冲击载荷，箱体结构的强度、刚度 及安全性等均会对电池包性能产生影响。 据《基于 OptiStruct 复合材料电池包上壳体的应用与研究》，将钢材、铝合金和 SMC 复合材 料分别应用到电池包上壳体，并对 4 种工况的结果进行了研究，得到结论：SMC 复合材料应 用到电池包上壳体上可以完全取代金属材料，不仅解决了减重问题，还表现出了比金属更好 的低密度、高强度、耐腐蚀和抗凹性的力学性能。
从质量上看，以上壳体长 1665 mm，宽 918 mm，高 226 mm 计算，采用钢材方案时，厚度均匀 为 0.8 mm，质量为 13.36 kg，采用铝合金方案时，厚度均匀为 1.5 mm，质量为 8.67 kg，相 比钢材减重 4.69 kg，质量上降低了 35%。若采用 SMC 复合材料方案，厚度均匀为 3 mm，质 量为 10.72 kg，比钢材减重 2.46 kg，质量上降低了 18.4%。 从模态分析工况分析来看，刚度越好，频率越高，自由状态下，SMC 复合材料的刚度优于铝 合金材料优于钢材，一阶模态越大，上壳体本身的固有频率也就越大，可以有效的避免与整 车发共振现象。约束状态下，SMC 材料的频率接近铝合金材料，两者都要高于钢材，所以 SMC 材料的刚度堪比铝合金。
从静态分析工况来看，施加载荷为 890 N 时，SMC 材料上壳体受到的应力小于材料拉伸强度， 上壳体不会发生任何损坏，而采用钢材或者铝合金材料，上壳体受到的应力远大于材料拉伸 极限，已经发生了永久变形甚至断裂，所以此工况下 SMC 上壳体的局部刚度更好，强度更高。 施加载荷为 1500 N 时，SMC 上壳体可能会发生轻微局部开裂，而铝合金或钢材上壳体已经发 生了永久变形甚至断裂，所以此工况下 SMC 上壳体的局部刚度也表现出了很好的力学特性。 从随机振动工况来看，SMC 上壳体在随机振动中无论哪个方向上，受到的应力最小，大大减 小了振动过程中产生疲劳破坏的风险。
用复合材料上壳体替代金属材料，将是纯电动汽车电池包上壳体发展的必然趋势。虽然铝合 金在减重和约束模态上有较好的优势，但是局部刚度和随机振动方面劣势明显，表现出的力 学性能较差。采用 SMC 复合材料的电池包上壳体，不仅实现了上壳体的轻量化，而且刚度也 优于金属材料，提高了上壳体整体的力学性能。
