純電動汽車蓄電池在汽車碰撞事故中的力學安全性分析.pdf

1、良好的汽車被動安全性能夠在汽車碰撞事故中對汽車本身和乘員起到有效的保護作用。電動汽車的被動安全性設計可以借鑒傳統(tǒng)燃油汽車，但也有自己的特點：蓄電池作為電動汽車重要的部件，是電動汽車被動安全必須考慮的環(huán)節(jié)。
　　本文首先探討了有限元方法求解沖擊動力學問題的關鍵理論，為高效的網格劃分提供了理論依據(jù)。研究內容包括沖擊問題求解控制方程的數(shù)值求解形式、接觸非線性、材料在沖擊碰撞問題中的本構模型等問題。在本文的具體仿真中，對焊點模擬、顯式算法

2、的步長控制、單元選擇、沙漏控制等問題也進行了探討。
　　本文著重建立了高效的整車有限元模型，用于進一步的正面碰撞仿真分析。首先，我們通過對純電動汽車白車身進行力學簡化，重點考慮車身前部吸能結構和碰撞力傳遞路徑，建立了電動汽車整車模型。然后，通過單元類型選擇，單元尺寸和形狀控制，焊點仿真定義，接觸類型定義等工作建立了整車有限元模型。整車碰撞仿真時間被控制在了一小時以內。最后，按照中國新車評價規(guī)程（C-NCAP）中正面100％重疊的剛

3、性墻碰撞試驗工況，對模型進行了碰撞仿真。最終得出了與試驗數(shù)據(jù)較為吻合的仿真結果數(shù)據(jù)，驗證了整車有限元模型的有效性。
　　基于有效的整車有限元模型，本文進一步研究了蓄電池在汽車碰撞過程中的力學安全性問題。一方面，我們重新設計了蓄電池架結構：通過增加蓄電池架斜拉桿的方法優(yōu)化蓄電池架應力分布，有效限制了蓄電池在汽車碰撞過程中的翻滾和位移。另一方面，我們將熱成型鋼應用于前縱梁擴展部分，有效防止了結構在汽車碰撞過程中過大的壓潰和彎曲變形。仿