【摘要】：動力電池作為新能源車動力系統(tǒng)的重要組成部分,其可靠性影響新能源車的性能指標(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,對電池包的實車設(shè)計要點進(jìn)行分析,根據(jù)實際需要確定電池包的實際尺寸及材料等物理參數(shù),并通過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)上對電池包做碰撞、擠壓、跌落、沖擊和振動五工況分析,判斷電池包設(shè)計是否存在缺陷。將非線性加速度曲線作為前四個工況的輸入條件,邊界條件根據(jù)電池包的物理性質(zhì)加載。振動工況按照模態(tài)分析理論,運用Lanczos-QR阻尼法完成模態(tài)、隨機(jī)振動和動剛度工況分析。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,輸出時域下的加速度曲線、沖擊力曲線、應(yīng)力云圖,對電池包從靜態(tài)和動態(tài)進(jìn)行評估;通過振動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機(jī)和路面等外界激振下是否產(chǎn)生共振,隨機(jī)振動分析進(jìn)一步對頻域下的響應(yīng)進(jìn)行評估,保證電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性。最后,對電池包進(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)行實驗驗證。綜上所述,用以上方法實現(xiàn)了電池包的安全設(shè)計分析,完成了滿足要求的輕量化設(shè)計。
【圖文】：

圖 3.1 幾何結(jié)構(gòu)Fig. 3.1 Geometric structure總之，電池包在設(shè)計時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。事實上，設(shè)計時還要考慮電池?zé)釋﹄姵匦阅艿挠绊?

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)，在中國市場中占據(jù)著很大的市場劃分網(wǎng)格時選擇殼網(wǎng)格劃分，有時也會根據(jù)需要將模型劃分為實體單，可以根據(jù)對模型的建模需要進(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉寧;王家雁;吳明w，

本文編號：2656296