面向刮底安全的电池包防护结构轻量化设计

为保护刮底工况中的电池包,提出了一种铝合金防护结构的截面-布置设计方法。建立了整车刮底仿真模型,并定义了电池包模组侵入量目标,通过对防撞梁进行三点静压试验和仿真分析验证了材料模型的准确性;对铝合金防护梁的截面进行拓扑优化,确定了防护结构的最优截面形状为“人”字形结构;对比分析了不同截面形状、安装位置和布置参数对刮底性能的影响,并研究了刮底防护的机理;最后,构建了混合近似模型,采用多目标海洋捕食者算法对结构进行截面-布置优化。研究结果表明,优化后的两种铝合金防护结构方案与原钢制结构方案相比,分别减重59.6%和46.8%,且电池模组侵入量满足要求。