發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 03:04

　　 隨著全球能源短缺及環(huán)境污染問(wèn)題的加劇,輕量化、零排放已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代汽車(chē)主要的研究方向,以電動(dòng)汽車(chē)為首的新能源汽車(chē)得到大力的推廣、研究和發(fā)展。電池是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源,動(dòng)力電池包則是用來(lái)安裝、固定及保護(hù)動(dòng)力電池的重要部件。為了保證足夠的續(xù)航里程,電動(dòng)汽車(chē)所承載電池一般達(dá)到整車(chē)質(zhì)量的30%~40%,而動(dòng)力電池包箱體現(xiàn)在普遍應(yīng)用鋼制材料,整體質(zhì)量過(guò)重,增加車(chē)輛負(fù)荷,減少續(xù)航里程。本次研究將某款電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池包進(jìn)行簡(jiǎn)化,設(shè)計(jì)出一款等效動(dòng)力電池包,并將箱體為傳統(tǒng)鋼制材料與三種不同厚度的泡沫鋁夾心材料的動(dòng)力電池包進(jìn)行有限元碰撞仿真,對(duì)比其結(jié)果,選擇出材料性能最優(yōu)的動(dòng)力電池包進(jìn)行整車(chē)碰撞仿真,驗(yàn)證其合理性。(1)闡明泡沫鋁材料的性能特點(diǎn),介紹泡沫鋁制備方法及現(xiàn)階段在汽車(chē)上的應(yīng)用情況。通過(guò)試驗(yàn),得出泡沫鋁在壓縮過(guò)程中主要經(jīng)歷了三個(gè)階段,分別是彈性形變階段、屈服平臺(tái)階段和致密化階段,并得到泡沫鋁應(yīng)力-應(yīng)變曲線。進(jìn)行金屬-泡沫鋁-金屬的泡沫鋁夾層板的壓縮和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)得到材料性質(zhì)。(2)設(shè)計(jì)化簡(jiǎn)后的動(dòng)力電池包CATIA模型,一種為單一材料的箱體結(jié)構(gòu),一種為夾層材料的箱體結(jié)構(gòu)。完成對(duì)動(dòng)力電池包有限元建模,進(jìn)行仿真分析的前處理。設(shè)計(jì)出四種不同材料的箱體形式,分別為Q235鋼、鋁合金-4mm泡沫鋁-鋁合金、鋁合金-8mm泡沫鋁-鋁合金、Q235鋼-8mm泡沫鋁-鋁合金。(3)電池在受到外力的情況下會(huì)產(chǎn)生變形,從而導(dǎo)致著火、爆炸等。為驗(yàn)證電池包的保護(hù)效果和電池在碰撞后是否存在失效情況,進(jìn)行電池單體的平面壓縮試驗(yàn)得到電池的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,為鋰電池有限元模型的建立提供材料參數(shù)。(4)通過(guò)LS-DYNA進(jìn)行仿真運(yùn)算,得到四種不同材料的動(dòng)力電池包的碰撞仿真數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析,對(duì)比在碰撞過(guò)程中能量的變化情況、電池整體吸能情況、電池整體位移和電池單體節(jié)點(diǎn)位移,分析四種動(dòng)力電池包對(duì)內(nèi)部電池的保護(hù)程度。(5)將對(duì)比后性能最優(yōu)的動(dòng)力電池包放置于電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)模型中進(jìn)行側(cè)面剛性柱碰撞安全性仿真分析。通過(guò)分析結(jié)果判斷箱體材料為Q235鋼-8mm泡沫鋁-鋁合金在碰撞過(guò)程中對(duì)電池保護(hù)效果良好,同時(shí)對(duì)比于傳統(tǒng)材料Q235鋼的等效動(dòng)力電池包整體質(zhì)量降低3.26kg,在保證碰撞安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)力電池包的輕量化的目的。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：U469.72
【部分圖文】：

圖 1-1 中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)測(cè)生產(chǎn)出來(lái)的新能源汽車(chē)主要集中在公共交通方面，隨著政府014年新能源汽車(chē)開(kāi)始進(jìn)入市民家中，至此新能源汽車(chē)開(kāi)始被2017 年新能源汽車(chē)在我國(guó)的銷(xiāo)售情況[10]見(jiàn)表 1-1 所示。隨著國(guó)家的鼓勵(lì)政策，預(yù)計(jì)在2020年我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量將會(huì)達(dá)。

第一章 緒論件結(jié)合，進(jìn)行有限元模擬的整車(chē)碰撞仿真，結(jié)果表明該款電池系統(tǒng)有助于在車(chē)吸收能量，保護(hù)電池安全。經(jīng)過(guò)不斷的研究和發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外各汽車(chē)動(dòng)力電池包生產(chǎn)廠商開(kāi)發(fā)出多款符求的動(dòng)力電池包[13]如圖 1-2 所示。a） 比亞迪 e6 電池包 b） 榮威 e550 電池包 c） Model S 電池包

圖 1-3 論文研究路線流程圖1.4.2 論文結(jié)構(gòu)及研究?jī)?nèi)容論文內(nèi)容安排如下：第一章，緒論。簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀，大力推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的要求。介紹電動(dòng)汽車(chē)的重要部件動(dòng)力電池包的設(shè)計(jì)要求、材料、結(jié)構(gòu)及安全性的研究情況。介紹汽車(chē)輕量化的發(fā)展現(xiàn)狀。并提出本文的論文結(jié)構(gòu)、研究?jī)?nèi)容及研究方法路線。第二章，泡沫鋁材料特性及試驗(yàn)研究。闡明泡沫鋁材料的性能特點(diǎn)，介紹現(xiàn)階段泡沫鋁在汽車(chē)上的應(yīng)用情況。介紹泡沫鋁的制備方法。進(jìn)行泡沫鋁平面壓縮試驗(yàn)，得出泡沫鋁在壓縮過(guò)程中的吸能特點(diǎn)，并得到泡沫鋁應(yīng)力-應(yīng)變曲線，為后文仿真分析泡沫鋁材料屬性選擇和曲線的勾畫(huà)提供依據(jù)。進(jìn)行夾層泡沫鋁板的平面壓縮試驗(yàn)，試驗(yàn)得出夾層泡沫鋁板與泡沫鋁材料在壓縮試驗(yàn)中變形相似，在屈服平臺(tái)階段膠粘接的試樣比無(wú)膠
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 蘭鳳崇;曾繁波;周云郊;陳吉清;;閉孔泡沫鋁力學(xué)特性及其在汽車(chē)碰撞吸能中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年22期

2 甄翠敏;胡天嬌;張麗麗;王輝;;國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展戰(zhàn)略及對(duì)我國(guó)的啟示[J];河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2013年02期

3 陳軍;成艾國(guó);陳濤;趙敏;;Beam與Solid兩種點(diǎn)焊模擬方法對(duì)比研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2012年19期

4 姜斌,趙乃勤;泡沫鋁的制備方法及應(yīng)用進(jìn)展[J];金屬熱處理;2005年06期

本文編號(hào)：2889598