以电动汽车为代表的节能与新能源汽车产业方兴未艾,然而事关公众切身利益的续航里程、产品安全等问题制约了电动汽车的推广和普及,动力电池包作为电动汽车的关键核心部件,研究其轻量化与安全性问题对于推动新能源汽车产业发展具有重要意义。本文依托某型A00级电动乘用车轻量化与碰撞安全性能开发项目,从工程应用和技术探索两个视角出发,对锂离子动力电池包进行了轻量化优化设计和综合安全技术的深入探究。首先,对与动力电池安全性密切联系的失效问题进行了研究。分析了引起动力电池失效的内因和外因,将与碰撞安全直接或间接相关的动力电池失效形式进行了归类,同时采用类似乘员保护的分级评价机制将动力电池不同的受损程度与不同危险等级相关联,着重阐释了锂离子动力电池安全事故中常见的热失控失效机理,提出了防止动力电池失效的对策。其次,基于Box-Behnken响应面法与有限元仿真相结合的优化设计方法对动力电池包进行了轻量化设计,以电池包箱体各部件厚度为设计变量、箱体质量最小化为优化目标、箱体动静态性能为约束条件,建立了动力电池包轻量化优化数学模型,利用Box-Behnken试验设计获得了5个设计变量3个水平的数值模拟试验组合,采用多元回归分析和帕累托方差分析拟合得到了多项式响应面近似模型,并引至所建立的轻量化优化数学模型中进行了迭代优化,结果表明:优化方案的电池包箱体质量比原方案减少了7.4%,同时箱体的动静态性能得到明显改善。最后,考虑动力电池包在该电动汽车上的实际安装位置,进行了整车侧面MDB碰撞安全仿真、侧面刚性柱碰撞安全仿真,探究并对比分析了动力电池包的碰撞响应,综合评价了动力电池包在整车上的安全性。结果表明:轻量化后的动力电池包在法规性分析的侧面MDB碰撞中处于安全状态,而在探索性分析的侧面刚性柱碰撞中电池包箱体侧壁最大侵入量达25.9mm、内部模组触点最大加速度达42g,存在极大的安全风险;动力电池包和车身之间的接触力同车体和壁障或刚性柱之间的接触力存在很强的耦合作用。