電動汽車快換動力電池箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化及輕量化設(shè)計.pdf

1、近年來，國家制定了一系列積極有效措施促進(jìn)純電動汽車的研發(fā)?；趥鹘y(tǒng)車身平臺研發(fā)純電動汽車的方法有利于縮短開發(fā)周期，節(jié)約開發(fā)成本，得到了企業(yè)的廣泛認(rèn)可。而電池的電容電量問題始終阻礙純電動汽車發(fā)展，快速換電式純電動汽車成為企業(yè)推廣純電動汽車的首選模式?？鞊Q動力電池箱（文中簡稱電池箱）是純電動汽車的重要部件，和其他汽車零部件一樣，除了滿足剛度強度等靜態(tài)特性和模態(tài)等動態(tài)特性外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)最優(yōu)化、整體輕量化等要求。因此，對電池箱的靜態(tài)、動態(tài)分析

2、和結(jié)構(gòu)優(yōu)化十分有必要。
　　本文對電池箱進(jìn)行三維建模并結(jié)合模型進(jìn)行分析。首先，通過模型計算純電動汽車在極限工況下行駛時電池箱受力狀況，運用計算機仿真技術(shù)對電池箱進(jìn)行靜態(tài)分析，得到應(yīng)力應(yīng)變。
　　其次，應(yīng)用有限元分析軟件，對電池箱進(jìn)行模態(tài)分析，得到前十階模態(tài)的頻率和振型圖，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　再次，應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計理論及方法，利用形貌優(yōu)化方法，以提高一階模態(tài)頻率為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化;利用拓?fù)鋬?yōu)化，以應(yīng)力約束為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，得

3、到改進(jìn)方案。
　　最后，結(jié)合優(yōu)化分析結(jié)果，對電池箱進(jìn)行重新建模，為了得到材料類型、加強筋形式和材料厚度的最佳組合，利用正交試驗對改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)動態(tài)分析，得到最佳組合。以輕量化為目標(biāo)進(jìn)行二分法逼近試驗，得到最優(yōu)組合，此時材料類型選擇鋁合金5052-H3，厚度1.625mm，加強筋采用縱向布置。對最優(yōu)組合進(jìn)行靜動態(tài)分析，得到應(yīng)力177.9Mpa，在材料的屈服強度之內(nèi);最大位移為5.664mm，發(fā)生在電池箱底部正中央;模態(tài)為102