葉曉翠　王兵　朱永智　馬宗華

摘要：建立電池包的有限元分析模型，在三種工況下對(duì)電池包安裝強(qiáng)度進(jìn)行分析，為電池包的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：電池包支架；安裝強(qiáng)度

1引言

新能源汽車已成為汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，純電動(dòng)汽車技術(shù)向近年來(lái)在國(guó)際國(guó)內(nèi)環(huán)境的影響下飛速進(jìn)步。電池包為整車提供動(dòng)力，電池包的安裝強(qiáng)度、密封性對(duì)整車的使用性能有著至關(guān)重要的影響，在不同工況下，對(duì)某純電動(dòng)乘用車電池支架進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，計(jì)算處出不同工況下電池包安裝支架受載時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變情況，并對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度進(jìn)行校核，使電池包結(jié)構(gòu)在滿足使用性能的同時(shí)減輕自身重量。

1.1模型簡(jiǎn)化

本文所研究的電池包是一種箱體結(jié)構(gòu)，由高強(qiáng)度鋼板焊接而成。因此采用板殼單元模擬電池包結(jié)構(gòu)。為了減少模型前處理工作量，并不影響總體計(jì)算精度的前提下，在建立電池包有限元模型時(shí)，做出了以下的簡(jiǎn)化工作：如忽略一些尺寸較小的倒角、圓角、工藝孔等結(jié)構(gòu)。

1.2邊界條件約束

邊界條件約束是結(jié)構(gòu)有限元分析中的一個(gè)重要部分。約束的正確性決定著計(jì)算分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于電池包通過(guò)1l螺栓與車身連接，對(duì)連接的部分施加固定約束。

1.3電池包所用材料及對(duì)應(yīng)材料的力學(xué)特性

電池包材料的力學(xué)特性如下表l。

1.4工況分析

車身與底盤連接處約束全部自由度，斷面處約束平動(dòng)自由度，分三種工況研究電池支架的受力情況：

工況一：對(duì)地板電池支架施加沿x方向的加速度3.75g；

工況二：對(duì)地板電池支架施加沿Y方向的加速度3.75g；

工況三：對(duì)地板電池支架施加沿z負(fù)方向的加速度7.5g。

2計(jì)算分析結(jié)果

2.1應(yīng)力與應(yīng)變?cè)茍D

經(jīng)Hypermesh軟件分析計(jì)算之后，得到各工況下的應(yīng)力與應(yīng)變?cè)茍D。

（1）應(yīng)力/塑性應(yīng)變?cè)茍D——工況一（如圖1所示）。

（2）應(yīng)力/塑性應(yīng)變?cè)茍D——工況二（如圖2所示）。

（3）應(yīng)力/塑性應(yīng)變?cè)茍D——工況三（如圖3、圖4、圖5所示）。

2.2結(jié)果

對(duì)某車型電池包安裝進(jìn)行靜強(qiáng)度分析結(jié)果如表2：

從分析結(jié)果可以看出：工況一和工況二中電池支架能滿足強(qiáng)度要求；工況三下，最大塑性變形應(yīng)大于目標(biāo)值，處于焊點(diǎn)連接及螺栓剛性連接處，此處應(yīng)變不真實(shí)，結(jié)構(gòu)主體塑性應(yīng)變都小于目標(biāo)值，滿足要求。

3結(jié)論

在某純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包有限元模型的基礎(chǔ)上，對(duì)電池包安裝支架在不同工況下進(jìn)行分析，得到相應(yīng)的應(yīng)力云圖，發(fā)現(xiàn)電池包安裝強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。