动力电池系统结构分析及优化设计方案

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电动汽车动力系统的优化设计与控制

电动汽车动力系统的优化设计与控制

电动汽车动力系统的优化设计与控制一、引言随着全球环保意识的增强与经济发展,电动汽车作为一种环保解决方案,逐渐受到人们的重视和青睐。

但受到电池续航里程的限制,电动汽车发展的重要一环就是提升电动汽车的动力系统性能,从而在续航里程和加速性能之间取得平衡。

因此,电动汽车动力系统的优化设计和控制对于电动汽车行业的长远发展至关重要。

二、电动汽车的动力系统优化设计1. 电动汽车动力系统的组成电动汽车动力系统主要由电机、电池、变速器、电缆和电控系统等构成。

其中,电机和电池是电动汽车动力系统的核心组成部分,影响着电动汽车的性能和续航里程。

2. 电动汽车动力系统的优化设计策略(1)电机优化设计电机的转速、转矩、效率等都是影响电动汽车性能的重要参数。

通过优化电机设计和控制方法,可以实现电机更高的功率密度、更高的效率和更好的控制性能,提高电动汽车的加速性能和续航里程。

(2)电池优化设计电池的能量密度、循环寿命和安全性等是影响电动汽车续航里程的关键因素。

优化电池设计和制造工艺,提高电池能量密度和循环寿命,同时保证电池的安全性,是提升电动汽车续航里程的重要途径。

(3)变速器优化设计电动汽车的变速器一般采用单速或多速变速器设计。

针对不同的行驶情况,可以选用不同的变速器设计方案,例如,在城市道路上采用单速变速器,在高速公路上采用多速变速器,以提高电动汽车的动力性能和续航里程。

(4)电控系统优化设计电控系统是电动汽车动力系统的调节和控制中心,其优化设计能够带来极大的性能提升。

通过设计高效的电控系统,实现电机和电池的精准控制和协同工作,提高电动汽车的能量利用效率和动力性能。

三、电动汽车动力系统控制技术电动汽车动力系统控制技术主要包括电机控制、电池管理、变速器控制和整车管理等方面。

1. 电机控制技术电机控制技术是电动汽车动力系统控制技术的核心。

电机控制技术依托于现代电力电子技术和控制算法,实现对电机的精确控制和调节。

通过合理的电机控制策略,可以调节电机运行的转速、转矩和功率等参数,以实现不同情况下的优化性能。

动力电池结构仿真分析及轻量化优化

动力电池结构仿真分析及轻量化优化

动力电池结构仿真分析及轻量化优化摘要:在全球新能源汽车产业快速发展的背景下,动力电池产能尤其是高端、优质电池产能的需求日益旺盛。

国内动力电池企业在经历了持续的产能大扩张。

动力电池作为新能源汽车的核心部件,是全产业链的核心环节。

基于此,对动力电池结构仿真分析及轻量化优化进行研究,以供参考。

关键词:动力电池;结构仿真分析;轻量化优化引言动力电池是新能源汽车的核心部分,也是与传统燃油汽车进行区分的主要部分。

目前多种动力电池被应用于新能源汽车之中,其主要解决了最基本的安全问题、续航问题、充电问题,但是在这些方面依旧无法完全令人满意,还有不小的探索发展空间,值得就相应的应用现状以及发展趋势展开研究。

1动力电池概述能量电池是一种电池,它为电动汽车提供动力工具,是一种存储设备和能量的强大力量。

所以这样的电池是电动车的重要和重要组成部分。

应用于电动汽车的存储技术主要是采用电化学存储技术,导致了电动汽车在能源、性能、充电技术、使用寿命、安全性和成本等方面收到限制。

近年来,电力、交通、电力等领域的电力和汽车产业技术的发展,在电池性能和突破性性能方面取得了巨大进步。

新能源汽车是通过各种新能源生成电力并以电池作为动力源的汽车。

新能源汽车的动力电池主要可划分为化学电池、物理电池以及生物电池三大类。

化学电池即以物质的化学反应生成电能的电池,并可根据工作性质划分为原电池、蓄电池、燃料电池、储备电池等;物理电池即借助物理能量生成电能的电池,如太阳能电池、超级电容器等;生物电池即基于生物化学反应生成电能的电池,包括微生物电池、酶电池等。

动力电池本身具有极高的电能以及输出功率,完全能够代替传统燃油汽车的动力装置。

2动力电池包结构振动仿真分析2.1动力电池的振动安全性要求动力电池袋布置在电动汽车乘员舱的底部。

在车辆行驶过程中,有必要评估电池组的振动耐久性。

抗振动性要求GB/t 31467.3-2015电动汽车锂离子电池组符合系统第3部分:安全要求和测试方法。

基于CFD热分析的动力电池包结构优化设计

基于CFD热分析的动力电池包结构优化设计

基于CFD热分析的动力电池包结构优化设计摘要随着我国能源安全和环境污染的问题日益严重,电动汽车产业迎来了高速发展的机会,目前世界各国都对电动汽车的研发展开了激烈竞争。

在电动汽车中,电池包是其核心部件,它对电动汽车的续航里程、动力特性、安全性能影响巨大。

由于电池包中的锂离子电池在工作过程中会产生大量热量,使电池温度不断上升,若不能有效对其进行散热,会严重影响锂离子电池的工作状态和循环寿命,长时间使用甚至会出现热失控的现象。

为了保证电池包的安全,就需要设计电池热管理系统。

此外,电动汽车行驶过程中会遇到一些极端工况,作为电池载体的电池包箱体,对动力电池稳定、安全的工作起到非常关键的作用,因此研究动力电池包的箱体结构也十分重要。

本文基于计算机仿真技术,以动力电池包为研究对象,主要对电池包的液冷散热系统以及箱体结构进行了以下几个方面的研究:(1)对锂离子电池的结构组成,工作原理,产热机理和传热方式进行了深入研究,建立了电池单体的热效应模型。

之后基于计算流体力学的理论,应用Fluent软件对电池单体1C、2C、3C和4C倍率放电时的温度场分布进行了仿真分析。

结果表明电池单体的温度从其中心向四周不断降低,并且随着电池放电倍率的增大,电池内部的峰值温度和最大温差也不断升高,超过了电池能够适应的正常工作温度范围,需要对电池进行热管理。

(2)构建了电池模组的三维模型,并对其进行了热仿真分析,结果发现当环境温度为25℃,电池以2C倍率放电时,模组内电池的最高温度为60.61℃,最大温差为8.5℃,远远超过了电池的最佳工作温度。

因此对模组的结构进行了优化,设计了电池液冷散热系统,并分析了不同冷却板数量、冷却液入口温度以及环境温度对模组散热的影响。

仿真结果表明优化后电池模组最高温度仅为27.44℃,最大温差为4.85℃,相比自然对流散热的模组结构,优化后的电池模组最高温度降低了54.7%,最大温差降低了42.9%,满足了锂离子最高温度不超过40℃,最大温差不超过5℃的设计要求。

汽车动力电池充电系统的优化设计

汽车动力电池充电系统的优化设计

汽车动力电池充电系统的优化设计第一章:引言汽车动力电池充电系统的优化设计是一个重要的课题,它直接关系到电动汽车的能源利用效率、车辆性能和用户体验。

随着电动汽车的快速发展,如何优化动力电池充电系统已成为汽车行业的研究热点。

本文将重点介绍汽车动力电池充电系统的优化设计方面的研究进展和挑战。

第二章:汽车动力电池充电系统的组成汽车动力电池充电系统主要包括充电桩、车载充电器、DC/DC转换器和动力电池等组成部分。

充电桩通过电网提供电能,车载充电器将电能转换为适合动力电池充电的直流电,DC/DC转换器将车载充电器输出的直流电转换为适合车载电器使用的直流电,而动力电池则用于存储电能。

第三章:现有充电系统存在的问题当前汽车动力电池充电系统存在一些问题,例如充电效率低、充电时间长、安全性不高等。

充电效率低主要是由于传输和转换过程中能量的损耗;充电时间长则限制了电动汽车的使用灵活性;安全性问题包括电池过热、过充等问题,可能导致电池性能衰减甚至引起安全事故。

第四章:充电系统优化设计的关键技术为了解决现有充电系统存在的问题,需要进行优化设计。

充电系统优化的关键技术包括高效能源转换、充电功率管理、智能充电控制等。

高效能源转换是通过改进电能传输和转换环节,减少能量损耗,提高充电效率。

充电功率管理是通过优化充电策略,合理分配功率,降低充电时间。

智能充电控制则是通过引入智能化管理系统,实时监测和控制充电过程,提高充电安全性。

第五章:充电系统优化设计的挑战与展望充电系统优化设计面临着一些挑战。

首先,充电系统需要兼顾多个指标,如充电效率、充电速度和充电安全性等,需要进行综合优化。

其次,动力电池的性能和特性对充电系统设计有着重要影响,需要深入研究动力电池的充电特性。

再次,充电技术的不断发展也对充电系统优化设计提出了更高的要求,需要不断进行技术创新和改进。

在未来,充电系统优化设计仍将是一个重要的研究方向。

随着电动汽车的普及和市场需求的增长,提高充电效率和充电速度,降低充电成本将成为重要目标。

新能源汽车动力电池系统结构设计分析

新能源汽车动力电池系统结构设计分析

新能源汽车动力电池系统结构设计分析[摘要]汽车属于现代普遍的一种交通工具,为人们日常生活提供极大的便利条件。

但伴随石油资源日益紧缺化,且大气污染问题日趋严重,故无污染、清洁、新能源类型汽车得以快速发展起来。

动力电池,属于新能源型汽车的重要构成,对新能源型汽车能否正常运行有着直接影响。

故本文主要探讨新能源型汽车当中动力电池总体系统结构合理化设计,仅供参考。

[关键词]动力电池;汽车;新能源;结构设计;系统;前言:伴随近几年新能源型汽车业的飞速发展,社会各界更为关注其内部各重要零部件合理设计及其加工。

动力电池系统属于新能源型汽车当中重要的部件,实现对动力电池总体系统结构合理化设计,直接关系着新能源型汽车各项功能的发挥及其正常运行。

因而,对新能源型汽车当中动力电池总体系统结构合理化设计开展综合分析较为重要。

1、设计要求动力电池系统内含电池模块及其支架、高压电路的控制系统、电池管理及其热管理的系统、电池箱体、安全控制等等。

如下为新能源型汽车当中动力电池总体系统结构相关设计要求:应当确保系统结构有着极强刚度及强度,可充分满足各项测试标准及要求,不可有外壳破裂、泄漏、着火、爆炸各种情况出现;机械零部件均不可有疲劳失效问题产生,特别是安装及其加强部位,应当保证该动力电池能够处于极限工况条件下实现正常地运行使用[1];动力电池整个系统结构所外露的底端应当具备极强抗石击、穿刺、球击等各项性能;动力电池系统务必具备优良密封防护、防腐及防爆等性能,要求其绝缘电阻务必>100Ω/ V,且带电端子相互间爬电距离满足于电工各项安全标准等。

2、设计要点2.1 在电芯模组的结构设计层面新能源型汽车内部动力电池系统所用电池有着较多类型,如超级电容器、铅酸电池、燃料电池、镍氢电池、锂离子类电池等。

外观形态上以软包、圆形、方形为主。

实际选用过程,要求结合动力电池整个系统空间实际大小及所能达到相应能量密度、电池实际性能特点及其安全性、用户具体使用工况及其环境因素等,予以合理选用。

动力电池包热管理系统的优化设计

动力电池包热管理系统的优化设计

动力电池包热管理系统的优化设计近年来,电动汽车的市场份额逐渐增长,动力电池包作为其核心组件之一,对电动汽车的性能和安全起着至关重要的作用。

然而,动力电池在长时间使用过程中,由于充放电过程中产生的大量热量,容易引发过热问题,并且过热还会导致电池的寿命缩短。

因此,优化设计动力电池包热管理系统是解决这一问题的关键。

为了实现动力电池包的热管理,有两个主要方面需要考虑:散热和温度控制。

首先,散热是通过散热片、散热风扇和散热管道等散热结构的设计来实现的。

其次,温度控制则是通过对散热系统的监测和控制来实现的。

合理的设计散热结构和温度控制策略是优化动力电池包热管理系统的核心。

在散热结构的设计中,需要考虑以下几个方面。

首先是散热片的选择和布局。

散热片的选择要考虑材料的导热性能和稳定性,并且布局应该合理,以保证散热片能够充分覆盖电池包的表面。

其次是散热风扇的选择和布置。

散热风扇的选择要考虑风量和噪音等因素,并且布置要合理,以保证风扇能够将热量有效地带走。

最后是散热管道的设计。

散热管道要有足够的长度和直径,以保证热量能够充分传输,并且要避免管道的折弯和堵塞等情况。

在温度控制策略的设计中,需要考虑以下几个方面。

首先是温度传感器的选择和布置。

温度传感器的选择要考虑测量范围和精度等因素,并且布置要合理,以保证能够准确测量电池包的温度。

其次是风扇控制策略的设计。

风扇控制策略应该根据电池包的温度变化自动调节风扇的转速,以保持电池包的温度在安全范围内。

最后是散热系统的监测和报警功能设计。

监测系统应该能够实时监测电池包的温度,并在温度超过设定值时及时发出警报,以引起用户的注意。

除了散热结构的设计和温度控制策略的设计,还可以通过其他方式来优化动力电池包的热管理系统。

例如,可以使用相变材料来吸收热量并稳定电池包的温度。

相变材料具有高吸热能力和稳定的温度特性,可以在电池包温度过高时吸收热量,在温度过低时释放热量,从而实现电池包温度的稳定控制。

新能源汽车的动力系统设计与优化

新能源汽车的动力系统设计与优化

新能源汽车的动力系统设计与优化在当今社会,随着环保意识的不断提高和能源危机的日益加剧,新能源汽车作为一种可持续的交通解决方案,正逐渐成为汽车行业的发展趋势。

而新能源汽车的动力系统,作为其核心组成部分,其设计与优化直接关系到车辆的性能、续航里程、安全性以及成本等关键因素。

新能源汽车的动力系统主要由电池、电机、电控等部分组成。

电池作为能量存储装置,为车辆提供动力来源;电机则将电能转化为机械能,驱动车辆行驶;电控系统则负责对电池和电机进行管理和控制,确保整个动力系统的高效稳定运行。

首先,我们来谈谈电池。

电池的性能直接决定了新能源汽车的续航里程。

目前,市场上常见的新能源汽车电池主要有锂离子电池、镍氢电池等。

锂离子电池因其能量密度高、充放电性能好等优点,成为了主流选择。

然而,锂离子电池也存在着一些问题,如成本较高、充电时间长、安全性有待提高等。

为了优化电池性能,研究人员正在不断努力。

一方面,通过改进电池材料和结构,提高电池的能量密度和安全性。

例如,采用新型的正极材料、优化电池的封装工艺等。

另一方面,研发快速充电技术,缩短充电时间,提高用户的使用便利性。

此外,电池管理系统(BMS)的优化也是至关重要的。

BMS 能够实时监测电池的状态,包括电压、电流、温度等参数,从而实现对电池的精确管理,延长电池的使用寿命。

接下来是电机。

电机的效率和功率直接影响着车辆的动力性能。

目前,新能源汽车中常用的电机有永磁同步电机和交流异步电机。

永磁同步电机具有效率高、功率密度大等优点,但成本相对较高;交流异步电机则成本较低,但效率和功率密度略逊一筹。

在电机的设计与优化方面,主要包括提高电机的效率、增大电机的功率、降低电机的噪声和振动等。

通过优化电机的电磁设计、采用先进的制造工艺、改进电机的冷却系统等手段,可以有效地提高电机的性能。

同时,电机的控制系统也需要不断优化,以实现更加精确的电机控制,提高车辆的动力响应和行驶稳定性。

电控系统作为新能源汽车动力系统的“大脑”,其作用不可小觑。

动力电池冷却系统优化设计

动力电池冷却系统优化设计

动力电池冷却系统优化设计随着电动车市场的快速发展,动力电池冷却系统的优化设计变得越来越重要。

一个高效可靠的冷却系统可以提高电池的性能和寿命,保证电池安全运行。

在本文中,我们将介绍动力电池冷却系统的重要性,优化设计的原则以及一些常见的优化方法。

动力电池冷却系统在电动汽车中扮演着至关重要的角色。

电动汽车使用的是化学反应产生能量的锂离子电池,这种反应会产生大量的热量。

如果没有一个可靠的冷却系统,电池温度将会上升,导致电池性能下降甚至发生故障。

优化动力电池冷却系统设计的主要原则包括热量传递效率、均匀性、能量消耗以及系统的可靠性。

首先,热量传递效率是动力电池冷却系统设计的关键要素之一。

一个高效的冷却系统应该能够快速有效地将电池中产生的热量传递到冷却介质中。

为了实现这一目标,冷却系统需要考虑电池的排列方式、散热器的设计以及冷却介质的流量等因素。

其次,均匀的热量分布也是冷却系统设计的重要考虑因素。

动力电池中的每个单体电池都需要得到均衡的冷却,以避免电池之间的温度差异。

在设计过程中,冷却系统应该能够确保冷却介质能够均匀地流过每个电池单体,降低温差。

能源消耗也是优化设计中需要考虑的重要因素。

为了降低对电池的能源消耗,冷却系统应该尽可能减小散热器的阻力和冷却介质的流量损失。

同时,在冷却介质的选择上,可以考虑使用低粘度、热导率较高的液体来提高冷却效果和能源利用率。

最后,系统的可靠性是冷却系统设计过程中必须考虑的重要因素。

电动汽车的冷却系统应该能够在各种极端工况下稳定工作,例如高温、低温、急冻等。

因此,在设计时需要考虑到材料的选择、系统布局以及流体控制系统的可靠性等因素,以保证动力电池的安全运行。

除了以上的原则之外,还有一些常见的优化方法可供选择。

其中之一是采用多级冷却系统,通过增加冷却系统的分级来提高热量传递效率和均匀性。

另外,还可以采用泵与风扇结合的方式,通过增加冷却介质的流动速度来提高散热效果。

此外,利用液冷和空冷相结合的方式,可以在不同工况下灵活调整冷却系统的运行方式。

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1 电池包设计原则 (4)
2 研究目标 (5)
3 研究内容 (6)
3.1电池包有限元模型 (6)
3.2 仿真计算条件 (7)
3.3 计算结果分析 (7)
3.3.1 静力学结构仿真 (7)
3.3.2 振动仿真 (9)
3.3.3 动态仿真 (11)
3.4 电池包结构优化设计 (12)
4.技术能力与效益预测 (13)
5.发布单位 (14)
1 电池包设计原则
蓄电池包为由一个或多个蓄电池模块组成的单一机械总成。

通常每套电动车用动力电源系统由多个电池包组成。

电池包包括电池模块、箱体、连接线束、管理板等。

电池包的设计需满足以下要求:
(1)满足整车安装条件,包括尺寸、安装接口等;
(2)电池箱体与电池模块之间的绝缘,电池箱体与整车之间绝缘;
(3)防水、防尘满足IP67或以上要求;
(4)减少电池包内部使电池产生自放电的可能性;
(5)各种接口(通信、电气、维护、机械)等完全、合理;
(6)模块在电池箱体内的固定、电池包在整车上的固定满足振动、侧翻、碰撞等要求;
(7)温度场设计合理,要求电池箱体内部电池温差不超过5摄氏度;
(8)禁止有害或危险性气体在电池包内累积,更不能进入乘客舱;
(9)部分应用(纯电动汽车)要求快速更换。

电池包的最大外形要满足整车安装空间的要求,设计时注意考虑电池包的安装与维护。

电池包的安装位置要考虑冲击、振动、侧翻等情况,箱体应能承受一定程度的冲击力(可以参照电池模块的冲击性能测试要求进行设计)。

车型不同,留给电池包的空间不一样,电池包的设计必须与整车设计相结合。

电池包内部应利于电池模块的排布与安装。

电池包形状应与电池模块布置形状相适应。

当冷却系统工作时,冷却风扇提供的冷却气流应能均匀地流过每个电池模块周围,箱内不能形成气流的“死区”和涡流,保证电池模块工作过程中温度均匀、性能一致,防止个别电池模块早期损坏。

电池包除了必须与外界进行直接接口的地方外,电池箱必须是密封的。

除必需的通风孔外均不能与大气相通。

密封箱内的要求主要考虑电池冷却气流的流动问题,不能在某处泄漏,避免冷却气流的流动性差造成电池模块工作温度的不一致,从而导致性能的一致性进一步的恶化,并且避免外界粉尘的进入。

电池包的外壳材料可以选择高强度、耐腐蚀的塑料或金属壳体,选择金属壳体则内、外部必须进行耐腐蚀的绝缘处理。

2 研究目标
新能源汽车未来逐渐替代传统汽油车早已成为汽车产业界的共识,作为核心部件的动力电池在很大程度上决定着新能源汽车动力类型的选择方向及发展速度。

本课题主要定位于动力锂离子电池包屈服强度、刚度、疲劳强度和振动模态分析。

考虑到电池包运行工况,运用Ansys workbench对电池包在1倍、2倍、3倍载荷作用下的强度、刚度、疲劳进行仿真分析,对现有电池包进行结构分析及优化改进,最终达到如下研究目标:
(1)建立电池包静力学结构分析有限元模型;
(2)对一代包进行静力学仿真计算,获得电池壳体应力分布图、最大位移分布图及电池包安全系数分布图;
(3)针对仿真结果,对包内薄弱环节进行改进和加强,使其达到刚度强度及车载振动的要求;
(4)在正常使用过程中,使电池包内各结构件的最大应力不超过其许用应力的90%;最大位移保持在很小范围内。

3 研究内容
3.1电池包有限元模型
对电池包三维模型进行处理,建立电池包有限元模型,如图1所示。

图1 电池包有限元模型
3.2 仿真计算条件
静力学结构仿真计算工况分为:1倍载荷、2倍载荷、3倍载荷。

1倍载荷作用下,40个电池模组质量等效为1800N方向竖直向下的作用力;约束方式以壳体支撑件处螺栓连接作为固定约束,具体载荷分布图及约束方式示意图如下:
图2 1倍力作用下载荷分布及约束示意图
3.3 计算结果分析
3.3.1 静力学结构仿真
由静力学仿真结果可知,在1倍载荷作用下,电池包内最大应力值为131.05Mpa,位于电池包内靠近前后加强筋的位置;最大位移为3.1051mm,位于包外壳多个电池模组中间位置,如图3、图6所示;在2倍载荷作用下,包内最大应力值为262.1Mpa,最大位移为
6.2102mm,如图4、图6所示;在3倍载荷作用下,包内最大应力值为393.14Mpa,最大位移为9.3153mm如图5、图6所示;在安全系数的分布上,如图7所示,包内安全系数最低值为0.658,位于包内最靠近电池模块的加强筋的圆角位置,该处最容易产生疲劳失效。

根据结果分析可得,在结构强度方面,3倍载荷作用下,包内靠近电池模组的加强筋处最大应力达到393.14Mpa,接近该构件材料许用应力,容易出现断裂;在结构刚度方面,3倍载荷下位移为9.3mm,位移量较小,满足使用要求;在疲劳强度方面,包内安全系数最小值为0.658,对于结构钢钢板,其设计安全系数应不小于1,该处容易出现疲劳失效。

图3 1倍载荷应力分布图图4 2倍载荷应力分布图
图5 3倍载荷应力分布图
图6 不同载荷下壳体位移分布图
图7 安全系数分布图
3.3.2 振动仿真
结合电池包具体运行工况,对电池包进行振动模态仿真,获得电池包在不同振动工况下的12阶模态内的固有频率和振动情况,分析电池包上容易出现损坏的薄弱位置并根据仿真结果对电池包结构进行相应的优化设计;由模态分析结果可得该电池包在相应约束下振动的固有频率表,可知前7阶固有频率接近0 Hz,为刚性振动阶段,进行NVH舒适性分析时一般从第8阶开始,可知8~12阶的振动频率为88.799 Hz~159.79 Hz,满足车用不小于30 Hz的要求且未出现极低频率的振动。

8~12阶模态示意图如图9所示。

图8 12阶振型结果
图9 前6阶模态示意
3.3.3 动态仿真
参照国标GB/T31467,对电池包进行跌落、挤压仿真,分析电池包在规定工况下的应力和位移分布情况。

由跌落仿真结果知,从1m 高度沿z轴自由跌落状态下,电池包内最大应力为101.08Mpa,主要集中于壳底中部的两侧放置电池模组的部分,最大位移为3.125mm,位于壳底中间部位,如图10所示。

挤压仿真模型如图11所示,由挤压仿真结果可知,75mm半径圆柱轧板挤压工况下,X轴方向挤压最大应力为283.37Mpa,最大位移为2.06mm,如图12所示;Y轴方向挤压最大应力为314.29Mpa,最大位移为8.1527mm,如图13所示。

分析可得应力及形变量均满足使用要求且最大应力及最大位移均发生
于挤压面中间位置处。

图10 跌落模型及应力位移分布图
图11 X、Y轴方向挤压模型
图12 X轴方向挤压应力及位移分布图
图13 Y轴方向挤压应力及位移分布图
3.4 电池包结构优化设计
3倍载荷作用下,电池包内靠近电池模组的加强筋处应力接近材料许用应力值,易出现断裂,故在该位置添加加强筋及加厚钣金件厚度以增强该处的屈服强度及疲劳强度,使得应力分布明显改善。

如图14、图15所示,在3倍载荷作用下,包内最大应力为219.9Mpa,低于材料许用应力值且最高应力大大降低;最小安全系数升高至1.176,
已满足结构钢最低许用安全系数,最小循环次数提升至整个电池包106次,满足使用要求;表明加厚该处钣金件能够解决包内强度不足的问题。

图14 结构加强后应力分布图
图15 结构加强后安全系数及疲劳循环次数分布图
4.技术能力与效益预测
江苏利维能电池系统有限公司研制的动力电池组及系统,安全可靠性高,与江苏大学汽车学院合作,掌握动力锂离子电池包结构设计、计算、优化分析等核心技术,具备丰富的长寿命电池组电性能和安全性设计技术及结构、热、电管理控制经验,开展电动汽车动力电池装车运行,已经预先启动新能源汽车产业链相关关键技术研究。

5.发布单位
江苏利维能电池系统有限公司。

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