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某型电动汽车电池包结构分析及改进设计

孙小卯  
【摘要】:动力电池作为纯电动汽车的唯一动力来源,是影响电动汽车性能的重要指标。而作为电池组的载体,电池包则起着保护电池组正常、安全工作的关键作用。因此电池包的结构性能十分重要。本文针对某型电动汽车电池包,基于虚拟实验模型,对电池包结构的动态特性以及疲劳耐久性进行分析,并针对分析结果提出相应改进建议。 本论文将先进的计算机仿真技术和先进的试验手段相结合,应用虚拟试验方法对电池包动态特性及其疲劳寿命进行了一定的探索和研究。这种技术的应用和推广,可以显著提高设计质量、减少设计成本、缩短开发周期,对推动国内企业电动汽车自主开发水平可以起到一定的促进作用。 本文首先根据电池包的结构设计所需满足的相关要求建立了结构的三维实体模型,进而建立电池包有限元模型,箱体结构采用壳单元模拟,动力电池结构采用三维实体单元近似模拟,焊点模拟引入了ACM单元。 运用Lanczos方法对电池包进行模态分析;结合台架试验条件,运用逐步积分法对电池包定频振动分析,对电池包的动态特性有了较全面掌握。找出结构不满足要求的地方,并分析原因。分析结果为后期的电池箱改进设计提供了重要的参考依据。 结合材料的S-N曲线,基于Palmgren-Miner损伤累积理论完成了该电池包的疲劳寿命分析。找到疲劳寿命不足处并分析原因。疲劳分析结果为后期的电池箱改进设计提供了重要的参考依据。 基于对电池包动态、疲劳分析结果,对其结构进行改进设计。选择了新型材料,并对结构薄弱处进行改进。对修改后模型再次进行分析,结果显示,改进效果良好,已基本达到既定设计要求,验证了结构改进方案的可行性和合理性。


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