【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出,電動(dòng)汽車的研發(fā)日趨激烈。發(fā)展電動(dòng)汽車,是推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。動(dòng)力電池包作為電動(dòng)汽車能量的主要來源,其設(shè)計(jì)的好壞直接影響了整車的性能。而電池箱體作為動(dòng)力電池的載體,在動(dòng)力電池安全及防護(hù)方面起著關(guān)鍵作用,因此對動(dòng)力電池箱的研究具有重要的意義。本文以長豐集團(tuán)某款純電動(dòng)汽車電箱為研究對象,進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作。(1)首先闡述了動(dòng)力電池箱設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)及所要滿足的要求,然后根據(jù)現(xiàn)有的車型,運(yùn)用CATIA對電池箱進(jìn)行空間布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并運(yùn)用Hyper Mesh對所設(shè)計(jì)的電池箱建立初步的有限元模型,為動(dòng)力電池包的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。(2)運(yùn)用Radioss對動(dòng)力電池箱進(jìn)行靜強(qiáng)度分析及模態(tài)分析,典型工況下的靜強(qiáng)度分析結(jié)果表明,電池箱底框架的應(yīng)力較小,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度,說明電池箱底部支撐框架設(shè)計(jì)過于保守,有待于進(jìn)一步的優(yōu)化;模態(tài)分析分析結(jié)果表明,電池箱的前6階模態(tài)主要表現(xiàn)為電池箱上箱蓋的局部振動(dòng),并且一階頻率較低,說明電池箱上箱蓋強(qiáng)度相對不足,為后續(xù)的優(yōu)化提供了重要的參考依據(jù)。(3)基于靜力學(xué)和模態(tài)分析的結(jié)果,運(yùn)用Opti Struct分別對動(dòng)力電池箱進(jìn)行了尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化,對優(yōu)化之后的結(jié)果重新進(jìn)行建模及有限元分析,并與優(yōu)化之前的結(jié)果進(jìn)行對比分析,優(yōu)化之后的電池箱在滿足強(qiáng)度的前提下有效提高了其剛度,并且達(dá)到了輕量化的效果,證明了優(yōu)化的可行性。(4)主要根據(jù)現(xiàn)有的動(dòng)力電池包的隨機(jī)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),基于隨機(jī)振動(dòng)和有限元理論,采用MSC.Nastran及MSC.Fatigue軟件進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析,計(jì)算疲勞壽命大小及分布,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的電池箱的合理性,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

動(dòng)汽車運(yùn)行的必須設(shè)施，指導(dǎo)城市電動(dòng)汽車的順利運(yùn)營。最近幾年，歐動(dòng)車發(fā)展迅速，百家爭鳴，相繼推出了多款新型的純電動(dòng)汽車，深受大，市場銷售活躍。2011年德國奔馳開發(fā)的新款Smart For two ED電動(dòng)汽高壓鋰離子電池組，電池組布置在下底盤，電池容量17.6kWh，峰值扭130Nm，其最高車速為125km/h，0-100km/h加速時(shí)間僅為11.5s，續(xù)駛里km，其小巧輕便的特點(diǎn)也深受用戶喜愛，被稱為城市精靈。2011年寶馬功開發(fā)了寶馬i3純電動(dòng)汽車，電池組布置在底盤中央，最大輸出功kW，其最大輸出扭矩達(dá)250Nm，百公里加速時(shí)間小于8s，一次充電的續(xù)是達(dá)到了257km，最高車速為160km/h。2011年英國Think Global公司發(fā)了ThinkCity純電動(dòng)汽車，最高車速為100km/h，續(xù)駛里程為172km。標(biāo)致汽車公司推出iOn純電動(dòng)汽車，采用鋰電池組，配備4kW電機(jī)，輸達(dá)180Nm，最高車速可達(dá)130km/h，百公里加速時(shí)間為15.9s，續(xù)駛里程km。2013年雷諾汽車公司推出ZOE純電動(dòng)汽車，此車搭載65kW電機(jī)，為220Nm，續(xù)駛里程可達(dá)210km，最高速度達(dá)135km/h，并且支持電池更換。

是達(dá)到了257km，最高車速為160km/h。2011年英國Think Global公司發(fā)了ThinkCity純電動(dòng)汽車，最高車速為100km/h，續(xù)駛里程為172km。標(biāo)致汽車公司推出iOn純電動(dòng)汽車，采用鋰電池組，配備4kW電機(jī)，輸達(dá)180Nm，最高車速可達(dá)130km/h，百公里加速時(shí)間為15.9s，續(xù)駛里程km。2013年雷諾汽車公司推出ZOE純電動(dòng)汽車，此車搭載65kW電機(jī)，為220Nm，，續(xù)駛里程可達(dá)210km，最高速度達(dá)135km/h，并且支持電池更換。圖1.2寶馬i3純電動(dòng)車
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72

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本文編號：2701081