本文關(guān)鍵詞：車用動力電池包結(jié)構(gòu)CAE分析優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：發(fā)展電動汽車是中國汽車工業(yè)應(yīng)對能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的最佳途徑,也是中國培育新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要選擇。近幾年在推動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,中國政府及國內(nèi)相關(guān)廠商都大力推進電動汽車相關(guān)技術(shù)、特別是電動汽車核心關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。目前,各方均認識到電池包作為電動汽車的核心部件之一,是“木桶中最短的那根木頭”,已成為制約電動汽車市場化的瓶頸。與傳統(tǒng)汽車一樣,電動汽車的零部件也必須滿足相關(guān)安全性要求、保證一定的使用壽命。電池箱作為電動汽車上保護電池的重要裝置,其結(jié)構(gòu)動靜態(tài)、動態(tài)、抗疲勞性能及輕量化十分重要,因此,研究電池箱在特定工況下的應(yīng)力和位移分布情況和優(yōu)化設(shè)計電池箱剛度和強度薄弱部位十分重要。因此,相關(guān)廠商和機構(gòu)都展開了電池包相關(guān)技術(shù)的競爭研發(fā)。本文從模態(tài)分析、靜態(tài)分析、動態(tài)分析、疲勞分析,輕量化分析等方面介紹CAE技術(shù)在電動汽車電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用,對電動汽車電池包設(shè)計開發(fā)具有指導作用。通過對結(jié)構(gòu)改進前后電池箱動靜態(tài)性能的對比確定了加強筋的優(yōu)化結(jié)構(gòu),驗證了電池包CAE分析的有效性,保證了電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、可靠,滿足國家相關(guān)技術(shù)標準。
【關(guān)鍵詞】：CAE分析 模態(tài)分析 靜態(tài)分析 動態(tài)分析 疲勞分析
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;U463.63
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 前言11-12
• 1 CAE技術(shù)及其應(yīng)用12-26
• 1.1 CAE技術(shù)介紹12-14
• 1.1.1 CAE概述12
• 1.1.2 CAE發(fā)展歷史12-13
• 1.1.3 CAE分析步驟13
• 1.1.4 CAE軟件的結(jié)構(gòu)與功能13-14
• 1.1.5 CAE的作用14
• 1.2 汽車行CAE技術(shù)的應(yīng)用14-17
• 1.2.1 剛度和強度分析14-15
• 1.2.2 NVH分析15
• 1.2.3 機構(gòu)運動分析15
• 1.2.4 車輛碰撞模擬分析15
• 1.2.5 金屬板沖壓成型模擬分析15-16
• 1.2.6 疲勞分析16
• 1.2.7 空氣動力學分析16-17
• 1.2.8 虛擬試車場整車分析17
• 1.2.9 焊裝模擬分析17
• 1.3 CAE在汽車行業(yè)中的作用17-18
• 1.4 CAE技術(shù)在本文中的應(yīng)用18-26
• 1.4.1 本文分析的對象18-19
• 1.4.2 車用電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計要求19-21
• 1.4.2.1 振動試驗標準19-20
• 1.4.2.2 振動試驗準備工作及記錄內(nèi)容20
• 1.4.2.3 電池包的輕量化20-21
• 1.4.3 本文CAE分析流程及內(nèi)容21-24
• 1.4.3.1 CAE分析流程圖21
• 1.4.3.2 建立仿真分析模型21-23
• 1.4.3.3 仿真分析及結(jié)果驗證23-24
• 1.4.3.4 輕量化設(shè)計24
• 1.4.4 性能目標24-26
• 2 模態(tài)及靜態(tài)特性分析26-37
• 2.1 分析目的26
• 2.1.1 模態(tài)分析目的26
• 2.1.2 靜態(tài)特性分析目的26
• 2.2 建立有限元模型26-27
• 2.3 模態(tài)分析27-29
• 2.3.1 方型電池箱模態(tài)分析28
• 2.3.2 十字型電池箱模態(tài)分析28-29
• 2.4 靜力分析29-36
• 2.4.1 靜強度分析29-34
• 2.4.1.1 方型電池箱靜強度分析29-32
• 2.4.1.2 十字型電池箱靜強度分析32-34
• 2.4.2 十字型電池箱扭轉(zhuǎn)分析34-36
• 2.5 分析結(jié)論36-37
• 2.5.1 方型電池箱結(jié)構(gòu)36
• 2.5.2 十字型電池箱結(jié)構(gòu)36-37
• 3 動態(tài)分析37-53
• 3.1 振動試驗?zāi)康?/span>37
• 3.2 振動試驗條件37
• 3.3 箱體材料參數(shù)37-38
• 3.4 電池箱建模和分析流程38
• 3.5 電池箱定頻振動工況38-49
• 3.5.1 方型模型38-44
• 3.5.1.1 Z方向振動工況38-40
• 3.5.1.2 X方向振動工況40-42
• 3.5.1.3 Y方向振動工況42-44
• 3.5.2 十字型模型44-49
• 3.5.2.1 Z方向振動工況44-46
• 3.5.2.2 X方向振動工況46-48
• 3.5.2.3 Y方向振動工況48-49
• 3.6 電池箱掃頻振動工況49-52
• 3.6.1 方型電池箱掃頻振動49-51
• 3.6.2 十字型模型掃頻振動51-52
• 3.7 分析結(jié)論52-53
• 4 疲勞分析53-73
• 4.1 振動試驗條件以及材料參數(shù)53
• 4.1.1 振動試驗條件53
• 4.1.2 材料參數(shù)53
• 4.2 疲勞分析基本流程及本次疲勞分析采用方法53-54
• 4.3 電池箱疲勞壽命分析54-72
• 4.3.1 材料的S-N曲線54
• 4.3.2 新方形電池箱的箱體疲勞和焊點疲勞分析54-62
• 4.3.2.1 X(前后)方向振動疲勞分析54-57
• 4.3.2.2 Y方向振動疲勞分析57-60
• 4.3.2.3 Z方向振動疲勞分析60-62
• 4.3.3 新十字形電池箱的箱體疲勞和焊點疲勞分析62-72
• 4.3.3.1 X(前后)方向振動疲勞分析62-65
• 4.3.3.2 Y方向振動疲勞分析65-68
• 4.3.3.3 Z方向振動疲勞分析68-71
• 4.3.3.4 分析結(jié)果匯總71-72
• 4.4 分析中可能存在的問題以及部分說明72-73
• 5 輕量化設(shè)計73-80
• 5.1 方型電池箱的輕量化設(shè)計73-76
• 5.1.1 將托腳厚度由4mm減為2.5mm74
• 5.1.2 新型材料的應(yīng)用探索74-76
• 5.1.2.1 新型材料概述74-75
• 5.1.2.2 振動強度分析結(jié)果75-76
• 5.2 十字型電池箱的輕量化設(shè)計76-79
• 5.2.1 改變支撐板的結(jié)構(gòu)77-78
• 5.2.2 新型材料的應(yīng)用78-79
• 5.3 效果分析79-80
• 6 總結(jié)80-86
• 6.1 概述80
• 6.2 箱體材料更換為DC0180-85
• 6.2.1 方型電池箱箱體材料更換為DC0180-83
• 6.2.1.1 動態(tài)對比分析80-81
• 6.2.1.2 疲勞對比分析81-83
• 6.2.2 十字型電池箱箱體材料更換為DC0183-85
• 6.2.2.1 動態(tài)對比分析83-84
• 6.2.2.2 疲勞對比分析84-85
• 6.3 關(guān)于采用SiC顆粒增強鋁基復合材料的幾點補充說明85
• 6.4 小結(jié)85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-90
• 攻讀學位期間獲獎和科研情況90

【參考文獻】

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本文編號：357525