目前以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車發(fā)展迅速,而動(dòng)力電池箱作為電池系統(tǒng)的主要承載裝置,對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和安全性具有重要意義。本文針對(duì)某電動(dòng)汽車動(dòng)力電池箱,通過(guò)靜態(tài)和模態(tài)分析、安全性仿真分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和疲勞壽命分析,提出一套動(dòng)力電池箱輕量化設(shè)計(jì)方案。主要研究工作如下:（1）根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行性能指標(biāo)分析,建立動(dòng)力電池箱的三維模型,創(chuàng)建有限元模型�；谟邢拊ǖ幕舅枷�,進(jìn)行顛簸路面左轉(zhuǎn)彎、顛簸路面右轉(zhuǎn)彎、顛簸路面前進(jìn)制動(dòng)、顛簸路面倒車制動(dòng)四種典型工況下的靜態(tài)分析,分析結(jié)果可知,動(dòng)力電池箱強(qiáng)度安全狀況良好,說(shuō)明頂蓋和下箱體底部設(shè)計(jì)留有較多余量。通過(guò)模態(tài)分析,提取動(dòng)力電池箱的前六階模態(tài),發(fā)現(xiàn)第一階模態(tài)固有頻率為28.54Hz,在電動(dòng)汽車激振頻率范圍中,說(shuō)明下箱體側(cè)圍有發(fā)生共振的風(fēng)險(xiǎn),剛度不足。為下文對(duì)動(dòng)力電池箱各部件選擇不同的優(yōu)化方法提供參考。（2）結(jié)合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)動(dòng)力電池箱進(jìn)行安全性仿真分析,分別進(jìn)行X、Y、Z方向上的隨機(jī)振動(dòng)仿真分析和X、Y方向的擠壓仿真分析。通過(guò)仿真可知,動(dòng)力電池箱符合國(guó)標(biāo)規(guī)定的安全性要求。為下文對(duì)動(dòng)力電池箱優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)一步提供依據(jù)。（3）根據(jù)靜態(tài)及模態(tài)有限元分析的結(jié)果... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

013年~2019年新能源汽車銷量

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文6第二章動(dòng)力電池箱靜態(tài)及模態(tài)有限元分析應(yīng)用有限元軟件分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能，靜態(tài)及模態(tài)分析是評(píng)價(jià)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)性能的基本方法。本章針對(duì)某型動(dòng)力電池箱，通過(guò)HyperMesh軟件的Optistruct模塊，進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，快速判斷動(dòng)力電池箱的剛度和強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，為下文進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。2.1動(dòng)力電池箱有限元模型的建立2.1.1有限元法的基本理論有限元法是在結(jié)構(gòu)離散化的情況下，得到有限個(gè)單元的集合體，當(dāng)對(duì)單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行施加載荷等一系列前處理操作，通過(guò)計(jì)算分析，得到單元節(jié)點(diǎn)的位移，進(jìn)而得到整個(gè)連續(xù)體模型的位移和應(yīng)力分析結(jié)果[24]。有限元法主要應(yīng)用過(guò)程：首先通過(guò)結(jié)構(gòu)的離散，賦予結(jié)構(gòu)材料和屬性，根據(jù)要求施加載荷，建立結(jié)構(gòu)的有限元模型。然后進(jìn)行有限元分析的求解計(jì)算。最后是后處理階段，查看分析結(jié)果，如應(yīng)力云圖和位移云圖[25]。分析過(guò)程如圖2.1所示。圖2.1有限元分析過(guò)程

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文8的幾何模型，該結(jié)構(gòu)主要由頂蓋，下箱體和托架等部件組成。頂蓋由于不是電池系統(tǒng)的主要承載部件，主要起到密封作用[32]，因此頂蓋和下箱體需要布置較多螺栓來(lái)達(dá)到良好的密封性能，同時(shí)還要合理分布頂蓋螺栓孔的位置。圖2.2為頂蓋三維模型。圖2.2頂蓋三維模型下箱體作為電池系統(tǒng)的主要承載裝置，箱體結(jié)構(gòu)采用鈑金件拼焊加工而成，其自身應(yīng)具有較高的抗沖擊能力和抗疲勞能力。托架是將箱體固定在車架上的重要部件，在下箱體兩側(cè)設(shè)計(jì)兩個(gè)托架，通過(guò)焊接與下箱體連接，結(jié)構(gòu)要有足夠大的強(qiáng)度，同時(shí)還需設(shè)置合理的固定措施，使得每個(gè)固定螺栓受力不會(huì)出現(xiàn)集中現(xiàn)象，本模型設(shè)置了8個(gè)螺栓固定點(diǎn)，每個(gè)螺栓孔直徑為15mm。圖2.3為下箱體和托架三維模型。圖2.3箱體與托架三維模型經(jīng)過(guò)以上初步設(shè)計(jì)，得到動(dòng)力電池箱三維模型視圖如圖2.4所示。圖2.4動(dòng)力電池箱三維模型視圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3319408