某款纯电动汽车电池包结构设计以及特性分析

发布时间：2023-03-20 01:20

　　随着能源短缺和环境污染问题日益突出,发展电动汽车是推动汽车产业可持续发展的重要途径。动力电池作为纯电动汽车的唯一动力来源,是影响电动汽车性能的重要指标。而作为电池模组的载体,电池包则起着保护电池模组正常、安全工作的关键作用。因此,电池包的结构的安全性能十分重要。本文基于某款纯电动汽车而研发的电池包系统,对电池包机械系统结构进行设计,然后利用有限元的方法分析电池包机械系统的结构性能,并针对分析结果提出相应的改进建议。首先,查阅相关资料,了解目前动力电池包研究和发展现状。结合实际项目经验以及相关书籍对动力电池包机械系统设计方法进行总结,为后续的具体动力电池包系统结构设计提供参考。其次,根据实际的整车端分解的要求确定动力电池包的整体布置、实际尺寸以及材料等物理参数,并结合设计标准使用CATIA三维软件进行建模。几何模型完成后,在有限元软件中建立动力电池包有限元模型,为动力电池包的结构分析以及改进奠定基础。再次,运用有限元分析软件对动力电池包系统进行静态分析和动态分析。结合国家标准和企业标准,对电池包做静载受压、随机振动、挤压、模拟碰撞四个工况分析,判断电池包结构设计是否存在缺陷。静载受压工况...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 电动汽车发展现状
    1.3 动力电池包系统的研究现状
        1.3.1 锂离子电池发展现状
        1.3.2 动力电池包系统研究现状
        1.3.3 动力电池包有限元分析研究现状
    1.4 本文课题来源及主要研究内容
第二章 动力电池包机械系统设计概述
    2.1 动力电池包系统集成技术概述
    2.2 动力电池包的布置
        2.2.1 动力电池包在整车上的布置形式
        2.2.2 动力电池包内部整体布置形式
    2.3 动力电池包机械系统结构设计概述
        2.3.1 电池包系统设计总体要求
        2.3.2 电池包下箱体设计概述
        2.3.3 电池包上盖设计概述
        2.3.4 电连接件设计概述
        2.3.5 IP防护设计概述
            2.3.5.1 密封界面设计
            2.3.5.2 平衡防暴阀部件
        2.3.6 电池包内部其他安全设计概述
        2.3.7 紧固连接技术概述
    2.4 本章小结
第三章 动力电池包机械系统设计及有限元建模
    3.1 动力电池包系统详细整体布置
        3.1.1 动力电池包系统总成设计概述
        3.1.2 动力电池包内部方案布置
    3.2 动力电池包详细结构设计
        3.2.1 电池包下箱体设计
        3.2.2 电池包上盖设计
        3.2.3 模组间电连接件设计
        3.2.4 辅助元件设计
    3.3 动力电池包有限元模型的建立
        3.3.1 有限元方法的基础理论
        3.3.2 电池包有限元建模及分析任务
            3.3.2.1 电池包网格模型
            3.3.2.2 焊点设置
            3.3.2.3 螺栓连接
            3.3.2.4 材料参数以及接触设置
            3.3.2.5 有限元分析任务
    3.4 本章小结
第四章 动力电池包的静动态力学分析
    4.1 动力电池包测试标准
    4.2 静载分析
        4.2.1 静力学分析理论
        4.2.2 静载边界条件及工况
            4.2.2.1 边界条件
            4.2.2.2 计算工况
        4.2.3 静载分析的计算与结果
            4.2.3.1 工况1仿真结果
            4.2.3.2 工况2仿真结果
        4.2.4 静载分析的结论
    4.3 随机振动疲劳分析
        4.3.1 随机振动及疲劳分析理论
            4.3.1.1 随机振动的基本理论
            4.3.1.2 疲劳分析损伤基本理论
        4.3.2 约束及载荷处理
        4.3.3 随机振动分析的计算与结果
            4.3.3.1 X方向随机振动分析结果
            4.3.3.2 Y方向随机振动分析结果
            4.3.3.3 Z方向随机振动分析结果
        4.3.4 随机振动疲劳分析的结论
    4.4 挤压工况分析
        4.4.1 挤压分析的理论基础
        4.4.2 约束及载荷处理
        4.4.3 挤压工况分析的计算与结果
            4.4.3.1 +X方向挤压工况
            4.4.3.2 -X方向挤压工况
            4.4.3.3 Y方向挤压工况
        4.4.4 挤压工况分析的结论
    4.5 模拟碰撞分析
        4.5.1 模拟碰撞分析的理论
        4.5.2 约束和载荷处理
        4.5.3 模拟碰撞分析的计算与结果
            4.5.3.1 X方向的模拟碰撞工况
            4.5.3.2 Y方向的模拟碰撞工况
        4.5.4 模拟碰撞分析的结论
    4.6 本章小结
第五章 动力电池包的结构改进与分析
    5.1 结构优化改进理论
    5.2 电池包结构分析及改进设计
        5.2.1 电池包结构改进分析
        5.2.2 电池包结构改进设计
            5.2.2.1 十字梁改进设计
            5.2.2.2 后横梁改进设计
            5.2.2.3 上盖改进设计
    5.3 改进后电池包Z向随机振动疲劳分析
        5.3.1 改进后Z向随机振动疲劳分析结果
        5.3.2 改进后Z向随机振动疲劳结论
    5.4 改进后电池包-X向挤压工况分析
        5.4.1 改进后电池包-X向挤压分析结果
        5.4.2 改进后电池包-X向挤压分析结论
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文以及所参与项目



本文编号：3766386