恒壓緊力模組箱體設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，車用動(dòng)力電池安全和性能問題越來越受到人們的關(guān)注。鋰電池充放電過程中，由于其自身的化學(xué)反應(yīng)等原因會(huì)引發(fā)鋰電池的膨脹和收縮，而現(xiàn)有的電池模組產(chǎn)品中，并沒有考慮這個(gè)問題，由此會(huì)產(chǎn)生安全隱患。同時(shí)現(xiàn)有大多數(shù)模組采用粘膠電池成組的方式，不利于電池的回收再利用。為此，開發(fā)一種恒壓緊力的模組箱體，使電池在膨脹和收縮中始終受到理想的2～5kN恒定壓緊力，其裝配方法可使電池能拆卸回收，并滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其結(jié)構(gòu)在機(jī)械沖擊和隨機(jī)振動(dòng)下的

2、強(qiáng)度要求，對(duì)模組的安全、工作性能和資源循環(huán)利用是很有意義的。
　　本研究首先為了解決現(xiàn)有的某型號(hào)模組箱體不能適應(yīng)電池膨脹的問題，通過對(duì)模組壓緊機(jī)構(gòu)工作特性的分析及常見變剛度彈簧和機(jī)構(gòu)的研究，在模組箱體內(nèi)部設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)緊湊的恒壓緊力機(jī)構(gòu)。基于ABAQUS接觸分析，計(jì)算了電池組的總膨脹量及恒壓緊力機(jī)構(gòu)的性能曲線。結(jié)果表明，恒壓緊力模組箱體能為電池提供2～5kN理想的壓緊力。新的模組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且電池可再拆卸回收。其次，基于HyperM

3、esh建立模組結(jié)構(gòu)的有限元模型，采用LS_DYNA重啟動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型在多次沖擊載荷作用下塑性應(yīng)變狀態(tài)參量的傳遞，得到三次累積沖擊載荷作用下模型的應(yīng)變和應(yīng)力云圖，根據(jù)Johnson_Cook失效模型計(jì)算了模型的最大損傷為0.11，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足安全測(cè)試工況的要求。最后，分析了模組結(jié)構(gòu)在隨機(jī)振動(dòng)載荷作用下的計(jì)算工況，基于ABAQUS/FE-safe有限元軟件，分別計(jì)算得到模組結(jié)構(gòu)在X、Y和Z三個(gè)方向隨機(jī)振動(dòng)載荷作用下的疲勞壽命云圖，確定了角鋼