车用动力电池箱体轻量化技术相关研究

车用动力电池箱轻量化技术的应用,可以有效促进新能源汽车关键零部件研发技术的升级换代,提升新能源汽车的安全性、可靠性,保障人民群众的生命财产安全。本文重点围绕车用动力电池箱体轻量化技术展开研究。

基于仿生獾牙分层理念的夹芯板电池箱优化设计

为提升电池箱的力学性能,该文基于仿生獾牙分层结构设计理念,设计了一种三角形伞状微结构(TUCS)负泊松比(NPR)夹芯板电池箱。首先,基于獾牙宏观结构建立了仿生獾牙梯度模型;其次,推导了TUCS-NPR的力学模型,并开展TUCS样品的准静态压缩试验,验证了力学模型和有限元仿真的准确性;最后,基于电池箱模态与静力学分析结果对其开展厚度、形貌及拓扑优化,优化后的电池箱在静力学工况下的整体性能均得到了有效提升,且优化后的电池箱质量降低56.4%。同时对优化后的电池箱进行了碰撞、挤压与跌落工况验证。结果表明,新型电池箱在相应工况下的位移和应力均满足安全要求,电池箱具备良好的强度和抗变形能力。

电动汽车电池箱轻量化设计

对电池箱进行轻量化设计时,为选择合适的轻质材料,使其与电池箱不同位置板件进行匹配以充分发挥材料性能,采用基于CRITIC权重的TOPSIS法和正交试验的方法。建立了电池箱常用金属材料各项性能的决策矩阵,使用基于CRITIC权重的TOPSIS法进行标准化处理,消除不同组数据的量纲差异,确定各组数据的客观权重,计算各方案的相对贴合度,从中选出备选材料;使用正交试验设计和极差分析将备选材料与电池箱不同板件进行匹配,得到多材料电池箱,对多材料电池箱进行尺寸优化。优化后的电池箱模型在满足强度、刚度和低阶模态频率等要求的基础上减重5.3 kg,减重率达11.37%。

随机振动与冲击条件下车用动力电池箱结构安全性分析与研究

文章以某品牌新能源电动汽车电池箱开发过程为例,综合考虑汽车在行驶过程中由于道路不平和颠簸产生的随机振动及冲击,结合有限元仿真分析技术,从安全性和可靠性的角度出发,对电池箱进行研究与分析。此次研究先从静态挤压、跌落两方面对电池箱进行静态强度分析,然后又从随机振动方面对电池箱进行动态分析,根据仿真结果发现不仅此款电池箱在随机振动测试中出现Z向的局部失效问题,而且还存在其他设计问题和失效情况,随后针对存在的各种失效问题进行优化处理,并对优化处理后的结果进行二次分析,直到达到设计要求。本次研究所用的方法及过程可为电池箱样件试制和试验及电安全性设计、接触保护设计和疲劳寿命预测等提供参考。

基于FSEC动力电池箱的强度分析

以中国大学生电动方程式大赛(FSEC)为平台,根据大赛提出的规则要求以及设计指导方针,对电池箱进行强度校核,在满足大赛规则的情况下,设计出一款高强度、高安全性、高轻量化的电池箱。文章通过数学模型转化,应用CATIA软件对样车电池箱以及包括电池在内的各个元器件进行建模、装配,再通过AnsysWorkbench软件对电池箱体进行静态结构分析,获得仿真数据,设计出满足大赛安全性要求的电池箱。

碳纤维复合材料电池箱强制风冷散热分析

由于碳纤维电池箱散热性能较差的问题,针对电池箱内部的散热系统进行设计,包括电池模组布置以及箱体内风扇的排布方式。构建电池箱和电池模组模型并导入COMSOL,对磷酸铁锂电池建立电热耦合模型。通过五种不同的风扇排布方式,使密闭电池箱内部形成不同的空气内循环。仿真结果表明,双风扇-X方向吹风的风扇排布方式对电池模组散热有最优效果,电池模组最高温度为40.5℃,与无风扇情况对比,最高温度降低了9.4℃。对密闭碳纤维电池箱的散热系统设计具有参考意义。

电动汽车电池箱体结构轻量化设计

新能源汽车电池箱的质量与续航里程密切相关。为了在保持原有电池箱安全性能的前提下实现新能源汽车电池箱轻量化,进一步增加纯电动汽车续航里程,将电池箱在Solidworks中建模并导入Hypermesh、Abaqus中建立有限元仿真模型,对电池箱进行静强度分析和模态分析。根据仿真结果,对电池箱体使用密度更小,比强度、比刚度更高的碳纤维复合材料T300/5222替换原金属材料以及设计底部支撑支架,并对新材料电池箱进行复杂工况以及挤压仿真分析。仿真结果表明,电池箱静强度得到提升,一阶模态频率提升至31.79 Hz,大于外界激励频率27.78 Hz,解决了原电池箱由于一阶模态频率过低引起的共振问题,电池箱整体质量降低了29.1 kg,减重52.8%。在增强电池箱的强度、刚度和安全性能的基础上,降低了电池箱体的质量,实现了轻量化目标。对电池箱体结构改进和轻量化研究具有参考意义。

基于安全性能的新能源汽车电池箱性能评价与优化方法研究

新能源汽车动力电池箱是一个复杂的系统复合体,仅考虑部件的可靠性和安全性并不能保证整个电池箱的安全性。迫切需要从系统层面对动力电池箱的安全性进行分析和评价。本文将复杂系统安全理论与电动汽车实际运行条件相结合,通过掌握其风险产生和动态传递机制,以及安全事故控制过程,提出了电池箱性能分析和评估的“4P”方法,包括性能需求分析、产品开发、性能评估和产品优化。该系统可应用于电池箱复杂工艺路线下的性能分析与评价。

FAFU-6电动方程式赛车电池箱设计与制作

根据2023中国大学生方程式汽车大赛规则,基于福建农林大学FAFU方程式车队多年设计与制作赛车的经验,设计FAFU赛车队第六代赛车的电池箱。使用CATIA完成箱体结构设计,最终确定电池箱尺寸为长525mm,宽515mm,高320mm,箱体材料使用Q235。使用ANSYS进行强度分析,得出在大赛规定的工况条件下最大应力为201.6MPa,小于材料的许用应力。进一步使用STAR-CCM+软件完成热仿真,得到最大载荷下的温度为42.015℃,符合设计要求。最终电池箱箱体由车队队员自主焊接而成,成功装配上车。文章对电动方程式电池箱的设计与制作有一定参考意义。

散热孔对汽车电池箱强度影响的有限元分析

文章的研究目标是测试探究新能源汽车的电池箱上的散热孔半径对其结构强度的影响,从而为后续电池箱设计提供依据,基于ANSYSWorkbench软件使用有限元分析的方法,设置了三组不同散热孔孔径的电池箱以及一组无散热孔的电池箱进行对照,研究了不同散热孔孔径的电池箱在静止工况、急刹车工况和急转弯工况下的最大应力与最大位移以及其发生位置,基于研究结果发现随着散热孔孔径增大,汽车电池箱在各工况下受到的最大应力与最大位移也相应增加,文章结果将对汽车电池箱的散热孔设置提供参考。

铁路客车蓄电池箱常见故障及加固技术

随着我国铁路交通的不断发展,蓄电池箱作为铁路客车动力系统中的重要组成部分,加强蓄电池箱的定检检修和运用维护,消除运用中出现的主要问题,这些问题受到越来越多人的关注。本文将以铁路客车蓄电池箱为研究对象,分析其基本结构及作用,阐述铁路客车蓄电池箱常见故障,并重点探究其加固技术,以期能够满足铁路客车能源供给标准,推动我国铁路交通事业的发展。

高温和强太阳辐射环境下有轨电车车外蓄电池箱防高温升设计

普通蓄电池箱缺乏高温、强太阳辐射应对措施,为保证蓄电池及电子器件正常工作,针对有轨电车运行地区高温、强太阳辐射的环境特点,设计蓄电池箱。介绍蓄电池箱箱体结构、通风设计。借助有限元法,分析箱体在无任何隔热防护措施时,箱内环境及电子器件的温升情况。结合有限元分析结果,对箱体采取隔热防护措施。试验证明,箱体隔热防护措施有效。

动力电池电池箱轻量化设计

为轻量化电池箱并保证其强度、刚度和安全性能,对比了在尺寸优化阶段引入安全性评价指标与否2种方法。首先对电池箱进行了静力分析、模态分析和挤压仿真,然后是形貌优化和尺寸优化。在尺寸优化阶段,以挤压作为安全性评价指标,同时考虑静力分析和模态分析,对比了2种多目标优化方案,最终确定了电池箱各板件的厚度。优化结果表明,在尺寸优化阶段引入安全性指标,电池模组变形量减少了43.08%,且电池箱质量减少了20.81%。在轻量化的同时保证了强度刚度和安全性能。

新能源汽车全铝电池箱结构优化研究

随着汽车产业的快速发展,具备节能、环保等多种优势的新能源汽车成为汽车行业的重要发展方向。动力总成是新能源汽车的“心脏”,对整车的持续稳定运行起至关重要的作用,而电池箱既是动力总成的主要构件,也是实现整车安全行驶的核心。该文采用CAE方法建立有限元模型,对新能源汽车全铝电池箱承载性能与抗挤压能力进行研究,得出其受力与变形规律,并进行电池箱结构优化,从而为全铝电池箱的设计提供有力支持,提升新能源汽车的性能和安全性,推动汽车行业朝绿色、可持续方向发展。

煤矿单轨吊锂电池箱起吊运载梁结构设计与力学分析

锂电池是煤矿锂电池单轨吊机车的动力设备,运载的安全可靠性直接决定着机车的运载作业质量。针对传统锂电池箱起吊运载梁存在功能单一、安装维护复杂、作业人力多等问题,综合考虑单轨吊特点、煤矿巷道条件、锂电池箱结构等,开展锂电池箱起吊运载梁结构设计,实现锂电池的便捷安装、维护与安全稳定运载。开展锂电池箱起吊运载梁的力学性能仿真获得其承载特性和振动特性,为后续结构优化和性能提升奠定基础。仿真结果表明:新设计锂电池箱起吊运载梁在预设工况下,强度和刚度满足设计和工程应用要求,除了应力集中部位,安全系数均大于5,结构优化和轻量化的空间较大;给出锂电池箱起吊运载梁的前4阶振动的频率、振型及振幅等信息,为后续动力学研究奠定了基础。

连续纤维增强复合材料在动力电池箱盖上的应用

动力电池能量密度是影响电动汽车续航、能耗的一项关键指标,轻量化复合材料用于动力电池壳体实现减重是提高电池能量密度的有效途径。文章首先回顾了复合材料概念及其用于动力电池上盖与其他材料的特性对比,然后针对某纯电动车型电池箱盖,选用高强度树脂基连续玻纤增强复合材料制作了方案,并对方案进行了仿真分析和实测验证。通过该方案与金属材质方案的对比,展现了复合材料在动力电池箱盖轻量化方面的优势和应用潜力。

车用动力电池箱夹芯防护结构抗冲击性能仿真

针对车用动力电池箱底部冲击防护需求,提出三种具有不同芯层构型的夹芯板结构,并对其防护性能进行了数值仿真和量化分析对比。首先,建立了动力电池箱系统典型冲击工况有限元模型,仿真获得了采用均质底板的电池箱系统动态冲击响应并揭示了结构的变形吸能机理;其次,设计了以空心圆管、BRAS结构和叠层仿生鳞片为芯层的电池箱底部夹芯防护结构;进而,以电池轴向压缩量和最大轴向压缩比、防护效果参数和结构总吸能为评价指标,仿真分析了三种夹芯板的抗冲击防护性能,并与均质防护板进行了对比。最终结果表明,BRAS夹芯板具有最佳的抗冲击性能,可用于动力电池箱系统底部防护。

基于模态试验的动力电池箱上盖的优化设计

为了提升电池箱上盖的模态性能同时实现轻量化,对电池箱上盖进行仿真模态分析和自由模态试验,比较两者数据发现,频率和振型一致性较好,验证了模型的正确性和有效性。通过形貌优化方法对上盖进行了结构优化,根据形貌优化云图重新设计了上盖的结构并进行模态分析。分析结果表明:优化后的上盖低阶频率提高,质量减轻了7.27%,证明了优化的可行性,为电池箱上盖的优化设计提供了参考。

基于有限元分析法的电动汽车电池箱随机振动分析及优化

在电动汽车中,电池箱是支撑动力电池的主要部件,直接影响到电动汽车的整体效能。在阐述电动汽车在不平路面行驶电池箱振动理论的基础上,运用有限元分析法完成对某电动汽车电池箱各工况下的静力学分析和振动分析,进而得出电池箱在行驶过程中的随机振动特性,最后通过结构的优化实现电池箱整体性能的提升,这对于提升电动汽车的安全性和稳定性起到了关键性的作用。

基于无人驾驶方程式赛车的电池箱联合仿真实验设计

考虑电池的安全性能和环境参数复杂性,设计并搭建了适合中国大学生方程式无人驾驶赛车大赛的电池实验系统。以Simulink模块化编程为基础,结合控制理论、热力学、车辆运动学以及电气工程相关知识,完成了电池箱实时放电、散热情况的仿真模型。该实验系统能够用于实验教学,通过对无人驾驶赛车电池箱设计,能提升学生综合实践能力。