以電動汽車為代表的節(jié)能與新能源汽車產業(yè)方興未艾,然而事關公眾切身利益的續(xù)航里程、產品安全等問題制約了電動汽車的推廣和普及,動力電池包作為電動汽車的關鍵核心部件,研究其輕量化與安全性問題對于推動新能源汽車產業(yè)發(fā)展具有重要意義。本文依托某型A00級電動乘用車輕量化與碰撞安全性能開發(fā)項目,從工程應用和技術探索兩個視角出發(fā),對鋰離子動力電池包進行了輕量化優(yōu)化設計和綜合安全技術的深入探究。首先,對與動力電池安全性密切聯(lián)系的失效問題進行了研究。分析了引起動力電池失效的內因和外因,將與碰撞安全直接或間接相關的動力電池失效形式進行了歸類,同時采用類似乘員保護的分級評價機制將動力電池不同的受損程度與不同危險等級相關聯(lián),著重闡釋了鋰離子動力電池安全事故中常見的熱失控失效機理,提出了防止動力電池失效的對策。其次,基于Box-Behnken響應面法與有限元仿真相結合的優(yōu)化設計方法對動力電池包進行了輕量化設計,以電池包箱體各部件厚度為設計變量、箱體質量最小化為優(yōu)化目標、箱體動靜態(tài)性能為約束條件,建立了動力電池包輕量化優(yōu)化數(shù)學模型,利用Box-Behnken試驗設計獲得了5個設計變量3個水平的數(shù)值模擬試驗組合,采... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國新能源乘用車世界份額（注：數(shù)據源于乘聯(lián)會2019年1月汽車市場分析報告）

市場競爭力仍不及傳統(tǒng)燃油車，突破動力電池包的輕量化與安全技，動力電池將成為電動汽車能否推廣普及的決定性因素之一[9]，而車系統(tǒng)的關鍵技術主要包括電池技術、成組技術和電池管理系統(tǒng)（gement System，BMS）技術，并且這三方面技術在動力電池系統(tǒng)設為依賴、缺一不可，如圖 1.2 所示為動力電池系統(tǒng)關鍵技術聯(lián)系圖。

鋰離子電池同樣屬于化學電源，其組成包括：正極、負極、電解液、隔膜等。正負電極由集流體骨架和表面活性物質組成，是電池的核心部分；隔膜隔離電池的正負極極片，避免正、負電極直接接觸以造成短路；電解液具有穩(wěn)定性強和高電導率的特性，起到傳遞電荷的作用，是鋰離子在正負極之間轉移的橋梁；電池外殼的作用是保護電池內部的電極、隔膜等其他組成，具有高強度、耐高溫、抗沖擊等優(yōu)點[10,11]。鋰離子電池單體的典型結構如圖 1.3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]動力電池系統(tǒng)輕量化技術綜述[J]. 程萍,程鳳.  電源技術. 2019(01)
[2]側面碰撞B柱變形模式對乘員損傷的分析[J]. 周洋,顏伏伍,胡遠志.  重慶理工大學學報(自然科學). 2018(07)
[3]基于標準法規(guī)動力電池安全性測試評價研究[J]. 賈曉峰,張貞,李宏程,王白俠,董瑩,陶志軍.  汽車工業(yè)研究. 2018(06)
[4]車用電池包結構動力學建模及分析方法研究[J]. 蘭鳳崇,黃培鑫,陳吉清,劉金.  機械工程學報. 2018(08)
[5]我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 岳喜燕.  中國國際財經(中英文). 2017(24)
[6]電動汽車電池模塊結構優(yōu)化設計[J]. 徐莉玫.  內燃機與配件. 2018(01)
[7]基于某電動汽車高壓電碰撞安全設計與防護[J]. 張亞軍,任高暉,李君杰.  汽車安全與節(jié)能學報. 2017(04)
[8]鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 王鵬博,鄭俊超.  自然雜志. 2017(04)
[9]鋰離子電池的基本結構組成及其應用[J]. 顏聿辰.  中國戰(zhàn)略新興產業(yè). 2017(28)
[10]中國汽車工程學術研究綜述·2017[J]. 《中國公路學報》編輯部.  中國公路學報. 2017(06)

博士論文
[1]車用鋰離子動力電池熱失控誘發(fā)與擴展機理、建模與防控[D]. 馮旭寧.清華大學 2016
[2]響應曲面方法中試驗設計與模型估計的比較研究[D]. 方俊濤.天津大學 2011
[3]基于模態(tài)振型和響應面法的結構聲學性能優(yōu)化設計[D]. 臧獻國.湖南大學 2011

碩士論文
[1]電動汽車電池倉結構輕量化優(yōu)化設計[D]. 朱新春.吉林大學 2018
[2]電動汽車電池布置優(yōu)化及車體動態(tài)特性研究[D]. 郭燦志.華北理工大學 2016
[3]鋰離子電池的相關設計與性能研究[D]. 孟凡偉.北京理工大學 2015
[4]電動汽車碰撞安全性若干關鍵技術研究[D]. 姜兆娟.大連理工大學 2012



本文編號：3252305