【摘要】：動(dòng)力電池作為新能源車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分,其可靠性影響新能源車(chē)的性能指標(biāo)。電池包作為電池的支撐載體,起到保護(hù)電池組正常工作的作用,其結(jié)構(gòu)安全性不容忽視。本文利用有限元的方法分析電池包安全性,并且在滿(mǎn)足法規(guī)要求下做輕量化分析。首先,查閱了相關(guān)的資料,了解國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。分析了電池包有限元的理論基礎(chǔ)和計(jì)算步驟,研究了電池包有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的進(jìn)展并得出有限元分析流程。其次,對(duì)電池包的實(shí)車(chē)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析,根據(jù)實(shí)際需要確定電池包的實(shí)際尺寸及材料等物理參數(shù),并通過(guò)CATIA三維軟件建模。幾何模型完成后,在有限元軟件中建立有限元模型。再次,基于沖擊和模態(tài)分析理論,從結(jié)構(gòu)上對(duì)電池包做碰撞、擠壓、跌落、沖擊和振動(dòng)五工況分析,判斷電池包設(shè)計(jì)是否存在缺陷。將非線(xiàn)性加速度曲線(xiàn)作為前四個(gè)工況的輸入條件,邊界條件根據(jù)電池包的物理性質(zhì)加載。振動(dòng)工況按照模態(tài)分析理論,運(yùn)用Lanczos-QR阻尼法完成模態(tài)、隨機(jī)振動(dòng)和動(dòng)剛度工況分析。根據(jù)最新的法規(guī)和企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用Hyperworks系列軟件完成多工況有限元分析,并在其子模塊中完成各工況加載和后處理,輸出時(shí)域下的加速度曲線(xiàn)、沖擊力曲線(xiàn)、應(yīng)力云圖,對(duì)電池包從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)進(jìn)行評(píng)估;通過(guò)振動(dòng)工況分析得到前八階模態(tài)頻率和振型,探索了電池包在電動(dòng)機(jī)和路面等外界激振下是否產(chǎn)生共振,隨機(jī)振動(dòng)分析進(jìn)一步對(duì)頻域下的響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估,保證電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。最后,對(duì)電池包進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化和自由尺寸多目標(biāo)聯(lián)合仿真優(yōu)化,在保證電池包滿(mǎn)足法規(guī)要求的力學(xué)性能前提下尋求材料的最優(yōu)化和最少分布,為保證有限元分析的正確性和可靠性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。綜上所述,用以上方法實(shí)現(xiàn)了電池包的安全設(shè)計(jì)分析,完成了滿(mǎn)足要求的輕量化設(shè)計(jì)。
【圖文】：

圖 3.1 幾何結(jié)構(gòu)Fig. 3.1 Geometric structure總之，電池包在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到電池包的安全性，并且保證電池包具有較高的和剛度。尤其在碰撞等工況中，不能在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)大的破損現(xiàn)象，即使有破損也不害到駕駛員以及乘客艙各乘員。事實(shí)上，設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮電池?zé)釋?duì)電池性能的影響

圖 3.3 網(wǎng)格劃分Fig. 3.3 Meshingmesh 作為有限元分析前處理的先驅(qū)，在中國(guó)市場(chǎng)中占據(jù)著很大的市場(chǎng)劃分網(wǎng)格時(shí)選擇殼網(wǎng)格劃分，有時(shí)也會(huì)根據(jù)需要將模型劃分為實(shí)體單，可以根據(jù)對(duì)模型的建模需要進(jìn)行選擇，為保證網(wǎng)格劃分精確度，在
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉寧;王家雁;吳明w，

本文編號(hào)：2656296