某電動乘用車電池包安裝強度分析

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，在三種工況下對電池包安裝強度進行分析，為電池包的設計提供參考。

關鍵詞：電池包支架；安裝強度

1引言

新能源汽車已成為汽車行業發展的必然趨勢，純電動汽車技術向近年來在國際國內環境的影響下飛速進步。電池包為整車提供動力，電池包的安裝強度、密封性對整車的使用性能有著至關重要的影響，在不同工況下，對某純電動乘用車電池支架進行靜強度分析，計算處出不同工況下電池包安裝支架受載時的應力與應變情況，并對結構強度剛度進行校核，使電池包結構在滿足使用性能的同時減輕自身重量。

1.1模型簡化

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

1.2邊界條件約束

邊界條件約束是結構有限元分析中的一個重要部分。約束的正確性決定著計算分析結果的準確性。由于電池包通過1l螺栓與車身連接，對連接的部分施加固定約束。

1.3電池包所用材料及對應材料的力學特性

電池包材料的力學特性如下表l。

1.4工況分析

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

工況一：對地板電池支架施加沿x方向的加速度3.75g；

工況二：對地板電池支架施加沿Y方向的加速度3.75g；

工況三：對地板電池支架施加沿z負方向的加速度7.5g。

2計算分析結果

2.1應力與應變云圖

經Hypermesh軟件分析計算之后，得到各工況下的應力與應變云圖。

（1）應力/塑性應變云圖——工況一（如圖1所示）。

（2）應力/塑性應變云圖——工況二（如圖2所示）。

（3）應力/塑性應變云圖——工況三（如圖3、圖4、圖5所示）。

2.2結果

對某車型電池包安裝進行靜強度分析結果如表2：

從分析結果可以看出：工況一和工況二中電池支架能滿足強度要求；工況三下，最大塑性變形應大于目標值，處于焊點連接及螺栓剛性連接處，此處應變不真實，結構主體塑性應變都小于目標值，滿足要求。

3結論

在某純電動汽車動力電池包有限元模型的基礎上，對電池包安裝支架在不同工況下進行分析，得到相應的應力云圖，發現電池包安裝強度滿足設計要求。