電動汽車電池箱結(jié)構(gòu)設(shè)計分析【獨家畢業(yè)課程設(shè)計含任務(wù)書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】
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開 題 報 告 1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況 , 根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料 , 撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述: 文 獻(xiàn) 綜 述 景 隨著汽車的出現(xiàn)已經(jīng)有 100 多年的歷史了,經(jīng)歷了從歐洲的手工生產(chǎn)到美國的自動化生產(chǎn),到日本的精益生產(chǎn)三個階段。 [1]它促進(jìn)了經(jīng)濟的發(fā)展,改善了人們的生活,但是汽車到今天的發(fā)展,也帶來了很嚴(yán)重的問題,即能源,環(huán)保和安全三大問題,這是可持續(xù)交通的三大挑戰(zhàn),也是 21 世紀(jì)汽車革命的方向。就在世界各國努力研發(fā)安全、潔凈、環(huán)保的汽車時,人們把目光再次投向了電動汽車身上。 [2] 我國政府非常重視對電動汽車的發(fā)展,在九五、十五期間、國家投入了大量人力,物力對電動汽車進(jìn)行研發(fā), [3]電動汽車被列入 863 重點項目,十五重大公關(guān)項目。各省及汽車生產(chǎn)企業(yè)也在積極的進(jìn)行電動汽車的研發(fā),本設(shè)計就是結(jié)合當(dāng)前電動汽車發(fā)展趨勢展開電池箱的設(shè)計與研發(fā)。 [4] 動力電池是目前純電動汽車的唯一動力來源,是影響純電動汽車性能的重要因素之一。電池包的安全性直接影響到整車的安全性,電池箱體作為電池組的載體,對電池組安全工作和防護起著關(guān)鍵作用。 [5]電池箱體設(shè)計,需要充分考慮多方面的因素。特別是小型純電動汽車,因空 間非常有限,電池箱體既要裝入更多電量的電池,又要與整車完美匹配,所以對電池箱體的設(shè)計要求會更高。 [6] 隨著電動汽車的發(fā)展,動力電池包作為純電動汽車的核心部件,電池包的安全性逐漸凸顯出來,直接影響到整車的安全性。電池包的開發(fā)需要充分考慮多方面的因素,需要學(xué)習(xí)吸收國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗,對設(shè)計方案進(jìn)行反復(fù)驗證優(yōu)化。因此就對電池箱體的強度 、 剛度 、 散熱 、 防水 、 絕緣等設(shè)計要求更高,所以電池箱體的設(shè)計就需要既考慮安全性,又要考慮空間權(quán)限以及對整車性能的影響。 [7, 8] 電池箱體開發(fā)的目標(biāo)是在滿足強度的前提下,滿足電氣設(shè)備外殼防護等級 11], 包內(nèi)電池組在底板生根,線束走向合理,美觀且固定可靠。 [9] 目前,我國乃至世界的電動車之所以不能大規(guī)模的使用都是因為電動汽車?yán)m(xù)航 能力差,其主要原因是電池容量小,電池容量大小與電池箱結(jié)構(gòu)緊密相關(guān),所以針對 此問題,我們展開對電動汽車電池箱的設(shè)計與分析,在保證安全系數(shù)的情況下,可以 得到一個較為優(yōu)秀的電池箱。 題研究的目的和意義 根據(jù)對純電動汽車動力電池箱體的功能需求,并針對某車型動力電池箱體 試驗反映出的開裂、密封和頂蓋積水等問題對電池箱體進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。同時對振動試驗方法進(jìn)行了梳理,確定適合動力電池箱體功能需求的振動試驗方法,借助于 真分析驗證了電池箱體改進(jìn)方案的可行性。通過對箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,提升箱體的性能,降低其重量。 動力電池系統(tǒng)是純電動汽車的關(guān)鍵零部件,它的安全性、可靠性和耐久性至關(guān)重要 [10]決定著整車的性能。純電動汽車動力電池多布置在車身底板下方,有著較為殘酷的安裝環(huán)境,電池箱體作為動力電池的載體,在動力電池安全工作和防護方面起著關(guān)鍵作用 [11]。 近幾年盡管鋁合金材料、碳纖維 材料等因輕量化程度高備受追捧,但是其高昂的成本對普及來說是個極大的困難。當(dāng)前,金屬材料仍是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計和箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要選擇。因此,如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計和箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要選擇。因此,如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性及材料選擇合理性方面得到進(jìn)一步改進(jìn),才是箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù),也是一個值得探討的課題,本文基于此開展電動車動力電池箱體的研究。 動汽車動力蓄電池箱的研究現(xiàn)狀 近年來,隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步,電動汽車的發(fā)展也取得了一定的顯著成就。 動力電池不僅是目前純電動汽車的直接能量來源,同時也對電動汽車的性能有著一定 的影響。電池包與整個車體的安全性能有著直接關(guān)系的,而作為電池組載體的電池箱 體,對電池組的安全和防護有著不可替代的重要作用,電池箱體的設(shè)計,需要考慮很 多的影響因素。特別是小型純電動汽車,因為空間受到了限制,所以就必須在電池箱 體內(nèi)裝入可存更多電量的電池,并且還必須與整車之間實現(xiàn)完美的搭配,因此,電池 箱體的設(shè)計有著更高的要求。 從現(xiàn)狀看,動力電池被安置在汽車之上,是汽車特有的動力來源,影響著電動架 構(gòu)下的汽車性能。電池箱這 一配件的安全,關(guān)涉著整車安全;箱體被看成是電池組 的必備載體,對運轉(zhuǎn)時段內(nèi)的電池組,凸顯出防護的價值。加強筋結(jié)構(gòu)適宜空間偏小 的電池箱體,要與整車妥善匹配。為此,有必要辨明加強筋結(jié)構(gòu)特有的優(yōu)化設(shè)計,解 析構(gòu)架優(yōu)化的新途徑。 張曉紅等對某款電動汽車的動力電池箱體進(jìn)行研究,將碳纖維材料應(yīng)用于動力電 池箱體從而實現(xiàn)輕量化的目的,并采用有限元仿真方法對動力電池箱的性能進(jìn)行了強 度分析,仿真計算結(jié)果表明:采用碳纖維材料的動力電池箱體的機械性滿足設(shè)計的要 求。楊書建分析了電動汽車在不平坦路面上進(jìn)行急轉(zhuǎn)彎和急剎車時電池箱的受力狀況 ,得到了電池箱的模態(tài)特性和定頻特性;在此基礎(chǔ)上,利用 件中的優(yōu) 化設(shè)計模塊對電池箱的頂蓋和底板上的加強筋形狀和尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,通過對優(yōu) 化設(shè)計前后電池箱的動靜態(tài)特性進(jìn)行對比從而最終確定電池箱體的優(yōu)化結(jié)構(gòu)、吳宏等 對幾種典型的電動汽車電池箱通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,分析結(jié)果表明:正面通風(fēng)并 且加裝風(fēng)檔板的電池箱冷卻結(jié)構(gòu)在所研究的對象中最為合理,不僅使電池的工作溫度 處于合適范圍內(nèi),而且溫度分布均勻,能夠滿足工程實 際中的使用需求。桑林等建立 了某款電動汽車的動力電池箱有限元仿真模型,研究了電池箱在車輛體系或行駛路面 顛簸的情況下的結(jié)構(gòu)力學(xué)、自由模態(tài)和約束模態(tài)特性以及激勵的頻率響應(yīng),并進(jìn)行了 實驗驗證。丁麗萍采用 件對所開發(fā)的電動客車動力電池箱的托架在不同 工況下的強度進(jìn)行了計算分析,并通過電動客車的實際運行驗證了計算結(jié)果的可靠性 ,為相關(guān)電動汽車的動力電池箱的優(yōu)化設(shè)計提供一定的思路。 參考文獻(xiàn) : [1]of a ]8 [2]王珂,樂玉漢,張浩。純電動汽車動力電池特性及應(yīng)用研究 [D]武漢理工大學(xué) 03~105 [3]車杜蘭,周榮,喬維高 J]京汽車 8~79 [4]王望予,汽車設(shè)計(第 4 版) [M]械工業(yè)出版社 0 [5]王陽,寧國寶,鄭輝 J]北京:1 [6]徐昌明,鈑金展開加工工藝,鈑金展開加工技術(shù) [m]北京:化學(xué)工業(yè)出版社 0 [7]04. [8]李夕亮,郭世永 電池箱有限分析與實測研究 [J]湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報 6~60 [9]巫建浩,車載電池系統(tǒng)振動有限元分析 [D]上海海事大學(xué) 6~100 [10]謝先宇,朱順良,王侃等 J]上海 :上海汽車,31 [11]張曉紅,周鋒,馮奇等 J]60 [12]謝先宇,陸珂?zhèn)?,新能源汽車用動力電池系統(tǒng)振動試驗研究 [J]上海汽車,0 [13]崔勝明,韓家軍,新能源汽車概論 京大學(xué) 2011.10 [14]陳昊 碩士學(xué)位論文 吉林大學(xué) 0~90 [15] 李 東 鋒 , 金 利 芳 . 小 型 純 電 動 汽 車 動 力 電 池 箱 設(shè)計 .本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑): 究目標(biāo) 與研究內(nèi)容 通過對電動汽車電池箱的學(xué)習(xí), 了解電動汽車電池箱結(jié)構(gòu)特點及工作環(huán)境 , 對電池箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度分析 。 以電池箱滿足車輛運行時的結(jié)構(gòu)可靠性為目標(biāo) , 對箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計 , 采用三維 件對其應(yīng)力分布及變形情況進(jìn)行仿真分析并由此指導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 。 本設(shè)計要求以電池箱各壁面滿足結(jié)構(gòu)強度為目標(biāo)對某動力電池組電池箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計分析 , 熟悉車輛行駛過程電池箱壁面承受的沖擊情況 。 電動汽車的開發(fā),考慮到電池系統(tǒng)的體積,重量和車身上現(xiàn)有的可布置空間,以及電池系統(tǒng)各部件的互聯(lián)互通,一般將電池系統(tǒng)各部件集成在一個箱體內(nèi)布置在車身底板下方前后軸之間的區(qū)域,對此,電池系統(tǒng)的固定和防護尤其重要。 究手段 2 ( 1)利用 件組建電池箱模型 。 ( 2)靜強度仿真模型的搭建與仿真結(jié)構(gòu)分析。 ( 3)電池箱結(jié)構(gòu)模態(tài)計算分析與電池箱振動特性試驗。 ( 4)畢業(yè)設(shè)計總結(jié) ,寫畢業(yè)論文準(zhǔn)備答辯。 決問題 ( 1)耐振動強度。靜強度一般比較容易達(dá)成,而振動強度和疲勞耐久性能是考 核的重點。 ( 2) 耐沖擊性能。經(jīng)歷沖擊試驗后,要求箱體外部及內(nèi)部不應(yīng)有機械損壞、 變形和緊固部位的松動現(xiàn)象,而跌落可看成是特殊形式的沖擊。 ( 3)碰撞安全性能??紤]車輛在發(fā)生正面碰撞、側(cè)面碰撞及后碰撞過程中對 電池箱可能造成的擠壓破壞而采取的有效保護措施。 開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見 : 指導(dǎo)教師: 年 月 日 所在系審查意見: 系主任: 年 月 日
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