原文传递
电动汽车快换动力电池箱结构优化及轻量化设计
| 论文题名： | 电动汽车快换动力电池箱结构优化及轻量化设计 |
| 关键词： | 电动汽车;快换动力电池箱;结构优化;轻量化设计;模态频率 |
| 摘要： | 近年来，国家制定了一系列积极有效措施促进纯电动汽车的研发。基于传统车身平台研发纯电动汽车的方法有利于缩短开发周期，节约开发成本，得到了企业的广泛认可。而电池的电容电量问题始终阻碍纯电动汽车发展，快速换电式纯电动汽车成为企业推广纯电动汽车的首选模式。快换动力电池箱（文中简称电池箱）是纯电动汽车的重要部件，和其他汽车零部件一样，除了满足刚度强度等静态特性和模态等动态特性外，还应满足结构最优化、整体轻量化等要求。因此，对电池箱的静态、动态分析和结构优化十分有必要。 本文对电池箱进行三维建模并结合模型进行分析。首先，通过模型计算纯电动汽车在极限工况下行驶时电池箱受力状况，运用计算机仿真技术对电池箱进行静态分析，得到应力应变。 其次，应用有限元分析软件，对电池箱进行模态分析，得到前十阶模态的频率和振型图，为结构优化提供依据。 再次，应用优化设计理论及方法，利用形貌优化方法，以提高一阶模态频率为目标进行优化;利用拓扑优化，以应力约束为目标进行优化，得到改进方案。 最后，结合优化分析结果，对电池箱进行重新建模，为了得到材料类型、加强筋形式和材料厚度的最佳组合，利用正交试验对改进后的结构进行静态动态分析，得到最佳组合。以轻量化为目标进行二分法逼近试验，得到最优组合，此时材料类型选择铝合金5052-H3，厚度1.625mm，加强筋采用纵向布置。对最优组合进行静动态分析，得到应力177.9Mpa，在材料的屈服强度之内;最大位移为5.664mm，发生在电池箱底部正中央;模态为102.34Hz;质量为3.453Kg。对比结构改进前后的应力应变、模态、质量，最优组合各方面性能都满足要求，且比最佳组合质量减轻18.75％。 |
| 作者： | 汤贵庭 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张渝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
