电动汽车是指那些动力来源于车载电源，且将电能转化为一系列机械能输出，通过改变电流的大小来控制速度的车辆。在这个追求低碳发展的时代，不仅要求人们要注意节约能源，同时也要求人们更加注重绿色环保的排放和保护我们赖以生存的环境。我们的国家是属于石油比较稀缺的国家，同时大气污染主要来源于污染燃料和尾气排放。因此，电动汽车是我国未来发展的必然趋势。电动车低能耗，零排放的特点，促就了其成为绿色环保，净化空气污染的最好交通产物^[1]。

通过研究发现，汽车自重每减少10%，燃油消耗可降低6%~8%，排放可降低4%左右。纯电动汽车的重量减轻可以增加车载电池的续航里程，改善汽车的转向灵活性，改进汽车的加速、制动等性能。而汽车车架作为汽车总成的一部分，承受着来自道路和装载的各种复杂载荷作用，并且汽车上许多重要总成件都是以车架为载体，因而车架的强度和刚度在汽车总体设计中起了非常重要的作用^[2]。所以，在保证车架的强度和刚度的前提下对车架进行优化设计，尽可能的降低车架的重量具有十分重要的意义。

汽车轻量化技术指的是利用现代化的设计手段，通过对汽车结构的优化设计、对材料的对比选择，以此降低汽车产品的重量，降低汽车的排量，达到环保、节能、减耗等目的。由此看出，汽车轻量化不仅仅表现在重量的减少上，还表现在功能的多样和能源的节约上^[3]。

广东工贸职业技术学院邵超城在“纯电动汽车车架设计及有限元分析”文章中使用铝合金材料构建电动汽车车架。为了找到铝合金车架的薄弱部位，同时验证车架的安全性要求，作者使用Hyper Mesh软件对车架进行前处理，并且使用Ansys对铝合金车架进行了强度和模态分析。结果表明此种设计计算方法是可行的^[4]。

清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室扶原放在“微型电动车车架优化设计研究”文章中为了达到提高某微型电动车车架的力学性能并减轻重量的目的，将可靠性理论引入车架结构的优化设计。在多种工况下进行拓扑优化，建立了满足设计要求的新设计结构，使用有限元法对新设计的车架结构进行了可靠性优化设计。并将设计结构用于实际生产。对比理论分析和车架的实际应用情况表明，将可靠性理论加入到车架结构设计当中是完全可行的，为结构优化设计提供一种思路^[5]。

此外Dafeng Jin则通过对微型电动汽车车架的拓扑优化实现了车架的轻量化设计^[6]。Sung-Cheol Yoon针对车架的结构强度进行了有限元分析和负载测试^[7]。湖南大学的吴兵则将原本车架的半承载式结构改为全承载式结构，应用轻质材料，实现车架总成的轻量化设计目标^[8]。Makhrojan研究了负荷和厚度变化对城市电动车辆的应力影响^[9]。针对汽车碰撞中车架的安全问题，大连理工大学的孙宏图^[10]和河北工业大学的周家伟^[11]应用有限元的分析方法对车架碰撞进行了研究。Abrahamsson对汽车车架的有限元模型进行了频率响应分析^[12]。

在轻量化材料应用方面，Lyu R^[13]以及同济大学的余海燕则尝试采用新型材料镁合金实现车架的轻量化目标^[14]。湖南大学的刘保公采用新型碳纤维复合材料（CFRP）对非承载式纯电动汽车车身结构进行优化设计，为纯电动汽车车身的开发创新探讨了新的设计思路^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容、目标

（1）进行纯电动汽车车架的设计，绘制三维模型，在建立三维模型的过程中要考虑到强度、刚度等指标。

（2）对建模完成的车架进行结构优化分析和材料优化分析，通过有限元分析对车架进一步改进。