基于结构优化的混合动力轿车电池包模态特性改进
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【 关键词】 混合动力 轿车
电池包
模态特性
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 7 - 4 5 5 4 . 2 0 1 4 . 0 6 . 0 1
近年 国家 大力 发 展新 能 源 汽 车 。混 合 动 力 车
型 是最 典 型 的新 能 源 汽 车 之 一 , 国 内外 已经 陆续 有 量产 车 型 的推 出 。对 于 这 种 车 型 而 言 , 电池 系 统 是其 核 心部件 之一 , 占据着 重要 的地 位 。 为 了保 证 整 车 质 量 的 平 衡 , 混 合 动 力 汽 车 的 电池包 一般 布 置 在 白车 身 后 地 板 上 , 而 汽 车 在 行 驶 时所 产生 的振 动 也 将 直接 传 递 至 车 身 。车 辆 在 低速行 驶 时 , 来 自路 面 的 激 励 频 率 一 般 为 0~
2 0 H z , 为 了 防止 共 振 的 产 生 , 安 装 于后 地 板 的 电
某 初 始结 构 1阶垂直 振动 频率 为 6 . 4 H z , 此 频
率 明显 偏低 , 需 要 对 其 结 构 进 行 整 改 以提 高 模 态 性 能 。 目前 对 于 电池 结 构设 计 , 主 要 采 用 传 统 有 限元方 法进 行 结 构 修 改 与 验证 , 对 设 计 工 程 师 的 经验要 求 较 高 。 而采 用 结 构 优 化 的 方 法 , 建 立 合 理 的优 化模 型 , 通 过 计算 机 寻 找最 优 结 构 , 进 而指 导结构 更 改 , 是 一 种应 用 更 广 泛 的方 法 。本 文 综 合 运用 拓 扑优 化 和 尺寸 优 化 的 方 法 , 对 该 电池 包 进 行结 构优 化 , 优 化 后 的 结 构 1阶垂 直 振 动 频 率 由6 . 4 H z 提高 至 3 0 . 1 H z , 有 效 避 开 了激 励频 率 ,
t h u s a c h i e v i n g t h e mo s t a p p r o p r i a t e s t uc r t u r e . By c h e c k i n g t he mo d l a p e fo r ma r n c e,i t i s t u r n e d o u t t h a t t h e
d e r t o i n v e s t i g a t e i t s mo d a l c h a r a c t e r i s t i c s .T he r e s u l t s t u ns r o u t t h a t t h e mo d a l p e fo r r ma n c e o f t h e p i l e — b o x i s n o t s u c h g o o d t h a t i t n e e d t o b e e n h a n c e d .Ac c o r d i n g t o t h e t o p o l o g y o p t i mi z a t i o n o f t h e s t r u c t u r e,t h r e e d e s i g n s c h e me s a r e p r o p o s e d t o g e t a et b t e r mo d a l p e fo r ma r n c e .T he n,t h e s i z e o p t i mi z a t i o n i s c o n d uc t e d,
【 Ab s t r a c t 】 T h e i f n i t e e l e me n t ( F E )m o d e l o f t h e p i l e . b o x o f a h y b i r d v e h i c l e i s e s t a b l i s h e d , i n 0 r .
A 版
基 于 结 构 优 化 的混 合 动 力轿 车 电池 包 模 态 特 性 改 进 木
王 力 邓 雄 志 ( 广州汽车集 团股份 有限公司汽车工程研究 院, 广卅 I 5 1 1 4 3 4 ) 陈 家设 ( 市光法雷奥 ( 佛山 ) 汽车 照明系统 有限公司 , 佛山 5 2 8 0 0 0 )
【 摘要】 建立某混合动力轿车电池包结构有限 元模型, 进行模态分析, 根据分析结果对电池包结构进行
拓扑优化 。参考优化结 果 , 提 出了 3种优化方案 , 根据此方案进行结构更 改。更 改后 , 结构 1阶模 态频率提升 到
2 4 . 5 H z 。然 后 对 该 结 构 进 行 尺 寸 优 化 分 析 , 得到 最优 的厚 度分布 。最终优 化后 , 电 池 包 结 构 1阶 模 态 频 率 由 6 . 4 H z 提 升到 3 0 . 1 H z , 经强度分析验证 , 新结构满足设计要求 。
i f r s t o r d e r o f t h e f r e q u e n c y i S i n c r e a s e d t o 3 0. 1 Hz f r o m6. 4 Hz .T he r e s u l t c a n me e t t h e d e s i g n n e e d .