某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化

发布时间：2020-06-07 07:35

【摘要】：随着能源短缺和环境污染问题日益突出,电动汽车的研发日趋激烈。发展电动汽车,是推动汽车产业可持续发展的重要途径。动力电池包作为电动汽车能量的主要来源,其设计的好坏直接影响了整车的性能。而电池箱体作为动力电池的载体,在动力电池安全及防护方面起着关键作用,因此对动力电池箱的研究具有重要的意义。本文以长丰集团某款纯电动汽车电箱为研究对象,进行了以下几个方面的研究工作。(1)首先阐述了动力电池箱设计的标准及所要满足的要求,然后根据现有的车型,运用CATIA对电池箱进行空间布置和结构设计,并运用Hyper Mesh对所设计的电池箱建立初步的有限元模型,为动力电池包的结构分析及优化奠定了基础。(2)运用Radioss对动力电池箱进行静强度分析及模态分析,典型工况下的静强度分析结果表明,电池箱底框架的应力较小,远远小于材料的屈服强度,说明电池箱底部支撑框架设计过于保守,有待于进一步的优化;模态分析分析结果表明,电池箱的前6阶模态主要表现为电池箱上箱盖的局部振动,并且一阶频率较低,说明电池箱上箱盖强度相对不足,为后续的优化提供了重要的参考依据。(3)基于静力学和模态分析的结果,运用Opti Struct分别对动力电池箱进行了尺寸优化和形貌优化,对优化之后的结果重新进行建模及有限元分析,并与优化之前的结果进行对比分析,优化之后的电池箱在满足强度的前提下有效提高了其刚度,并且达到了轻量化的效果,证明了优化的可行性。(4)主要根据现有的动力电池包的随机振动标准,基于随机振动和有限元理论,采用MSC.Nastran及MSC.Fatigue软件进行随机振动疲劳分析,计算疲劳寿命大小及分布,验证了所设计的电池箱的合理性,具有一定的工程应用价值。
【图文】：

动汽车运行的必须设施，指导城市电动汽车的顺利运营。最近几年，欧动车发展迅速，百家争鸣，相继推出了多款新型的纯电动汽车，深受大，市场销售活跃。2011年德国奔驰开发的新款Smart For two ED电动汽高压锂离子电池组，电池组布置在下底盘，电池容量17.6kWh，峰值扭130Nm，其最高车速为125km/h，0-100km/h加速时间仅为11.5s，续驶里km，其小巧轻便的特点也深受用户喜爱，被称为城市精灵。2011年宝马功开发了宝马i3纯电动汽车，电池组布置在底盘中央，最大输出功kW，其最大输出扭矩达250Nm，百公里加速时间小于8s，一次充电的续是达到了257km，最高车速为160km/h。2011年英国Think Global公司发了ThinkCity纯电动汽车，最高车速为100km/h，续驶里程为172km。标致汽车公司推出iOn纯电动汽车，采用锂电池组，配备4kW电机，输达180Nm，最高车速可达130km/h，百公里加速时间为15.9s，续驶里程km。2013年雷诺汽车公司推出ZOE纯电动汽车，此车搭载65kW电机，为220Nm，续驶里程可达210km，最高速度达135km/h，并且支持电池更换。

是达到了257km，最高车速为160km/h。2011年英国Think Global公司发了ThinkCity纯电动汽车，最高车速为100km/h，续驶里程为172km。标致汽车公司推出iOn纯电动汽车，采用锂电池组，配备4kW电机，输达180Nm，最高车速可达130km/h，百公里加速时间为15.9s，续驶里程km。2013年雷诺汽车公司推出ZOE纯电动汽车，此车搭载65kW电机，为220Nm，，续驶里程可达210km，最高速度达135km/h，并且支持电池更换。图1.2宝马i3纯电动车
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72

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本文编号：2701081