CTM蓄电池混合动力汽车电池箱轻量化设计

ctm蓄电池混合动力汽车电池箱轻量化设计

随着节能减排，在绿色出行的大环境下，新能源汽车日益崛起，但是由于续航能力未能解决，所以应运而生的是混合动力汽车，混合动力汽车对电池的要求也是非常严格，由于技术的原因，燃油与电池互相配合，能达到更高更好的续航里程，解决电车续航焦虑。首先使用Solidworks对混合动力电池箱进行三维建模。然后将电池箱三维模型导入到ANSYS Workbench。对模型的颠簸路面左右转弯和颠簸路面前后制动四种工况进行静力学仿真分析，模态分析。由分析结果可知，电池箱具有结构优化和轻量化空间，然后通过更改电池箱内部结构形状进行结构优化。

0引言

经过多年的发展，汽车产业在我国国民经济中占有举足轻重的地位，国内在电动汽车的起步相对国外较晚，但是发展迅速。在“十三五”发展规划中又将新能源汽车、混合动力汽车列为国家重点专项予以实施。自2010年以来，我国政府发布了一系列新能源汽车、混合动力汽车产业扶持政策，从中央到地方投入了大量财政资金，充分体现了我国政府对新能源汽车产业的重视，为我国新能源汽车、混合动力汽车产业的发展提供了极大的政策支持。

但是由于许多关键技术的瓶颈还没有突破，使得已经装车运行的电池管理系统与整车以及所使用的电池箱之间匹配度不高，偶有新闻报道汽车行驶故障以及安全隐患，使得电动汽车在市场上的口碑不高，因此动力电池在国内还有很大的发展空间。目前，从燃油车过渡到纯电动汽车的过程，还需要一段时间的路程去走，期间，混合动力汽车的运用而生，为汽车行业带来了一个新的路线，通过燃油和电池箱最大化的增加汽车的续航里程。

1混合动力汽车电池箱轻量化设计

1.1混合动力汽车电池箱结构基本设计

电池箱是纯电动新能源汽车中不可缺少的一个动力系统，这里的重点是混合动力汽车，电动机是最大的功率源，发动机是辅助功率源，电动机代替了发动机中使用的离合器。这样就形成了一种双重驱动的动力。因此，电池箱承受的大面积的应力主要来自在汽 车行驶过程中颠簸和急刹车收到的冲击，虽然没有纯电动汽车动力系统的复杂，但是在工作运行过程中，通过电池供给的能源，也会为车辆增加续航里程。因为混合动力汽车上的电池箱只是作为辅助能源，在运行过程中，保证稳定性和抗压性、冷却性、颠簸性。此次将电池箱装载到汽车后备箱中。常用的结构优化方式包括：薄层优化处理、穿孔工艺优化、迭代优化、替代物料等。本研究的设计所采用的是薄层和迭代的处理方式。混合动力电池箱的布置形式有很多种，其中常见的如后备箱备胎槽替换成电池箱，以及在后排乘客座椅后面安装动力电池箱，如图1所示。

图 1 混合动力电池箱结构图

1.2 混合动力汽车电池箱结构的工作原理

该电池箱属于一个方形电池箱，下底板有两个纵向支架，焊接在车身上面，电池箱分为上壳体和下客体，以及箱体内部有突出的加强结构，上壳体带有翻遍结构，与下客体进行一个配合，通过法兰螺栓进行连接，中间通过加强密封垫圈起到密封的作用，动力电池模组总容量为15kWh。采用结构强度有限元方法对结构进行静态应力应变的计算，即不考虑结构的固有特性和减振特性。静力模拟计算速度相对较慢，能够让设计员对其进行一些基本的认识，从而提高设计的效果。结构静力分析在汽车零部件设计中得到了广泛的应用。

2 创新点

（1）通过优化电池排布和电池管理系统的集成度，在保证电池强度不降低的前提下使得电池箱体积更小、更轻，从而减少了车辆的自重，提高了燃油经济性和动力性能。

（2）采用了多重安全防护措施。包括电池内部的短路保护、过充过放保护、高温保护等，以及电池箱外部的防水防尘、抗冲击等防护措施，确保电池在各种恶劣环境下都能稳定运行，保障车辆和乘客的安全。

（3）混合动力汽车电池箱配备了智能化的监控与诊断系统，能够实时监测电池的工作状态，并通过数据分析和故障预警，及时发现和解决潜在问题。

3结语

主要是以电池箱上壳体与电池箱下壳体为对象做出决定性分析。首先，通过查阅与动力电池箱相关的文献资料，对电池箱的参考数据有一定的了解，并且对某一款动力电池箱进行尺寸上的拟合和分析，然后对壳体进行三维模型的软件建立，进行可行性的数据划分，在此基础上，对动力电池箱体在剧烈制动和急转向条件工况下的结构进行了静力学分析和模态振动的分析计算。并通过有限元分析得出动力电池箱的整体效果，将位移和受力图体现出来。