电动汽车电池箱静动态特性分析与结构优化研究
发布时间:2020-04-20 06:00
【摘要】:环境污染和能源资源短缺问题日益严重,导致发展新能源汽车成为大势所趋。其中,电动汽车的发展尤为火热。电池箱作为电动汽车中的关键一环,对其进行相关的研究非常必要。作为电池组的载体,电池箱担负着保障电池组正常工作的关键使命,电池箱的研发是电动汽车开发中的重中之重。本文针对某型电池箱结构,采用CAE分析软件对其进行静动态特性分析,并根据分析结果进行形貌优化和尺寸优化,在满足结构强度刚度的同时实现电池箱结构的轻量化。(1)电动汽车电池箱的静动态特性分析。首先选取汽车在路面行驶时,路面颠簸加紧急制动工况和路面颠簸加急转弯工况这两种极限工况来进行电池箱结构的静态特性分析,得出电池箱结构的应力云图;然后,根据电池箱结构动态特性要求,进行电池箱的模态特性分析,得出结构的前十阶固有频率和固有振型。通过分析研究电池箱结构的不合理之处,为电池箱的结构优化提供依据。(2)电动汽车电池箱顶盖和底座的形貌优化。根据静态和模态分析结果,利用Optistruct中的优化模块,以结构第一阶固有频率最大化为优化目标,对电池箱的顶盖和底座进行形貌优化。设置四种线性分布的加强筋模式,得到四种新的顶盖和底座模型,经过重新装配获得新的电池箱模型,随后,对四种新的电池箱模型进行静态和模态特性的分析验证。比较各种加强筋布局对电池箱结构性能的影响,确定电池箱模型的适宜形貌。(3)最新电池箱模型的轻量化设计。利用Optistruct中的优化模块,以电池箱结构各组件厚度为设计变量,以结构最大应力不大于材料的屈服极限,结构的第一阶固有频率不低于35Hz为约束条件,以电池箱结构质量最小为目标函数对形貌优化后的最新电池箱模型进行尺寸优化。综合考虑尺寸优化的结果以及电池箱的生产加工工艺,重新设置电池箱的截面属性,再次进行静态和模态特性分析,验证结构改进方案的合理性和可行性,最终实现电池箱结构的轻量化。
【图文】:
,、析、校核、重新设计。"J■以看出该过程其实只是设〖I'工程师根椐校核结果根据经逡逑验做出少许结构改进,其实仍属于分析的范畴。如今的优化设计代表的是结构整逡逑合,不再只是根据经验做出结构改进,其优化过程大致包括假设、计算、改进、逡逑最优设计这四个步骤。改进步骤实质上是修改并优化,起初判别结构设计预案能逡逑否在满足各种约束的基础上实现最优化,如若未达最优,就依照相关规则修改结逡逑构以求达到最优设计的指标。逡逑现如今优化设it的女质是将问题的物理模型转换为数学模型,运用-定的数逡逑学理论,利用合适的优化方法,并通过计算机计算,从而获得最佳的设计方案的逡逑-种现代化设计方法。结构优化技术己成为CAE分析中的-个重要组成部分,逡逑并成功的被应用于产品设计过程之中,该技术正不断改变着产品设计流程。概念逡逑设计期间,优化技术可在满足设定的约g?条件之下实现产品的最优化设计;邋'与在逡逑虚拟试验期间出现M题时,优化技术+仅仅能校核产品,,时且能够、5:刻给出改进逡逑方案,帮助设计人员设计出满足要求的产品,这就是基于优化方法的产品设计流逡逑程,如图1.1所示。逡逑/逦/I逡逑
不仅要注重机械设计方面的要求,同时还得兼顾电气和电化学方面的要求,逡逑考虑机械性能、密封防护、通风散热、使用安全性等各方面因素,使得电池箱的逡逑各个部分能够协N作用达到最佳性能。图2.1为起亚SOUL邋EV电池箱系统示意逡逑图。KIA邋SOUL邋EV电池箱位于车身体底部,电池包总重量为203kg,体积约21邋7L,逡逑能量密度为160Wh/kg,能量体积比约为150Wh/L。由图可知,整个电池箱是非逡逑常复杂的系统。逡逑高压接线盒逡逑
本文编号:2634241
【图文】:
,、析、校核、重新设计。"J■以看出该过程其实只是设〖I'工程师根椐校核结果根据经逡逑验做出少许结构改进,其实仍属于分析的范畴。如今的优化设计代表的是结构整逡逑合,不再只是根据经验做出结构改进,其优化过程大致包括假设、计算、改进、逡逑最优设计这四个步骤。改进步骤实质上是修改并优化,起初判别结构设计预案能逡逑否在满足各种约束的基础上实现最优化,如若未达最优,就依照相关规则修改结逡逑构以求达到最优设计的指标。逡逑现如今优化设it的女质是将问题的物理模型转换为数学模型,运用-定的数逡逑学理论,利用合适的优化方法,并通过计算机计算,从而获得最佳的设计方案的逡逑-种现代化设计方法。结构优化技术己成为CAE分析中的-个重要组成部分,逡逑并成功的被应用于产品设计过程之中,该技术正不断改变着产品设计流程。概念逡逑设计期间,优化技术可在满足设定的约g?条件之下实现产品的最优化设计;邋'与在逡逑虚拟试验期间出现M题时,优化技术+仅仅能校核产品,,时且能够、5:刻给出改进逡逑方案,帮助设计人员设计出满足要求的产品,这就是基于优化方法的产品设计流逡逑程,如图1.1所示。逡逑/逦/I逡逑
不仅要注重机械设计方面的要求,同时还得兼顾电气和电化学方面的要求,逡逑考虑机械性能、密封防护、通风散热、使用安全性等各方面因素,使得电池箱的逡逑各个部分能够协N作用达到最佳性能。图2.1为起亚SOUL邋EV电池箱系统示意逡逑图。KIA邋SOUL邋EV电池箱位于车身体底部,电池包总重量为203kg,体积约21邋7L,逡逑能量密度为160Wh/kg,能量体积比约为150Wh/L。由图可知,整个电池箱是非逡逑常复杂的系统。逡逑高压接线盒逡逑
本文编号:2634241
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