电动轿车电池箱体轻量化研究.pdf

《电动轿车电池箱体轻量化研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、汽车制造技术现代制造工程(ModemM粕ufact嘣ngEn西neering)2014年第l期电动轿车电池箱体轻量化研究+张宇1，曹友强1，洪贤军2，张秋颖1(1汽车噪声振动与安全技术国家重点实验室，重庆401122；2中国汽车工程研究院产品研发中心，重庆401122)摘要：提出一种形貌优化的电动轿车电池箱体轻量化设计方法。运用cAE有限元分析软件完成了电池箱体下板的单元离散、结构分析和形貌优化整个过程。以最大节点位移和最大单元应力为约束条件，分别以自定义多目标优化方程和单元总应变能为目标函数，完成了电池箱

2、体下板形貌优化，获得了相应的加强筋布局方案，得出电池箱体优化后的结构形式。经分析计算，改进后的电池箱体下板结构力学特性更趋合理，重量减小61．39％，实现了轻量化设计的目的。关键词：电动轿车；电池箱体；轻量化设计；多目标优化；形貌优化中图分类号：u463．82+1文献标志码：A文章编号：167l—3133(2014)0l—0038—04StudyonlightweiglltforelectriccarbatterycaseZhangYul，CaoYouqian91，HongXi叫un2，Zh趴gQiuyin

3、91(1StateKeyLaboratoryofVehicleNVHandS如tyTechnology，Chongqing400039，China；2ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteProductResearchandDeVel叩mentCenter，Chongqing400039，China)Abs缸act：Anewmetlloddogyforelectriccarbalteryc鹊eliglltweiglltdesi印w船presentedb船ed0

4、nthecompreIlemivetopogm-phy叩tilllization．neelementsdiscrete，structuIe卸alysis粕dtopo舯phy叩timizationw鹊completedintlleme山odoffiniteele-mem锄alysis．Takingthema菇mumnodedisplacement粕dthebiggestelementstressascons嘶ntconditions，re8pecti、他1ytakingacustommulti-objecti

5、veoptimizationequationandelementstotalstrainenergyastheobjectivefunctio璐，completedthebatteryc鹊eb0仕omtopography叩tiInization，釉dobtaimdtlIecorrespondingreiIlfbrcementlayoutscheme．Acquiredtlle叩tiIIlizedstmc·tureofbatteryc鹊ethroughtllemetllodofsynthesizingthech

6、amcteristics0ftwo8cheme8．AftercalcIllation蛐danalysis，tlleme-chaIlicsch啪cteristicsofinlpmved8tmcturebec吣emorere∞onable，锄d出e蛐nlctu阳weightreducedby61．39％，∞mehght-weightdesignpurposew鹳realized．1【eywords：electriccar；batteryc鹊e；lightweightdesign；multi—objectiveo

7、ptimization；topogmphyoptimizati∞0引言随着能源问题的不断加剧，安全、节能和环保已成为当前汽车工业发展的三大主要趋势。于是，电动汽车技术和轻量化技术的开发越来越得到普遍关注。汽车轻量化技术主要包括两方面，一是开发新型材料H引，二是改进既有结构H引。据统计，乘用车质量每减少10％，油耗可降低6％～8％，同时排放可减少3％一4％∞J。电池箱体是电动汽车的重要组成部分。目前，用手装载动力电池的结构大多采用笨重的箱式结构o7

8、。为了提高车辆的燃油经济性，迫切需要·国家863计划项目(2

9、012AAlll803)38对电池箱体结构进行优化以达到轻量化设计要求。尺寸优化和形状优化技术已较为成熟[8]，形貌优化为形状优化的高级形式，其方法与拓扑优化类似，所不同的是，拓扑优化将单元密度作为变量，而形貌优化将形状作为变量【9J。本文采用形貌优化方法，分别以不同的优化目标函数对电池箱体结构起筋方式即加强筋的布局形式进行了设计，最后综合各自方案的特点，确定合理的结构形式。经结构应力分析可知，新结构的结构力学特