固有不安全電池技術(shù)的安全碰撞集成

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固有不安全電池技術(shù)的安全碰撞集成

電動汽車發(fā)展受到以下兩個主要因素的制約：較重的質(zhì)量和有限的純電動驅(qū)動范圍。對電動汽車進(jìn)行碰撞安全設(shè)計時，在滿足保護(hù)車內(nèi)乘員和其它道路使用者安全的同時，還需要考慮碰撞發(fā)生時電池系統(tǒng)產(chǎn)生的危害。設(shè)計時，為保證電池保護(hù)殼和電池形變?yōu)榱悖瑒t會嚴(yán)格限制設(shè)計人員對電動汽車各部件布置的設(shè)計。雖然電池結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)可提高電池碰撞時的安全性，但會使電池系統(tǒng)增加額外的質(zhì)量。為了更好地利用有限的空間，需要對牽引電池的變形和破壞特性進(jìn)行分析。因此，基于電池特性及碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)，對電動汽車碰撞時電池的變形和破壞特性進(jìn)行了分析，并將分析過程集成到電動汽車的設(shè)計中。

介紹了汽車電池的相關(guān)術(shù)語及其工作原理。分析了電池的危害，其包括電力驅(qū)動所需的高電壓以及電池產(chǎn)生的化學(xué)危害。電池過充、過熱或發(fā)生機(jī)械變形時，電池內(nèi)的組成物質(zhì)會產(chǎn)生有毒氣體和大量的熱量。利用Abaqus建立電池的有限元模型及電池組件機(jī)械變形有限元模型。雖然碰撞發(fā)生的實際時間只有100ms，但利用求解器求解時卻需要幾個小時。因而，建立有限元模型時，需要平衡精度與計算時間的關(guān)系。本文只將電池系統(tǒng)中必要的組件和結(jié)構(gòu)計入到有限元模型中，并結(jié)合給出的有限元模型計算所需要的參數(shù)如彈性模量、體積模量、密度、應(yīng)力應(yīng)變曲線等，然后對整車碰撞電池的破壞特性進(jìn)行模擬。將該分析過程集成到電動汽車的設(shè)計中，對電池結(jié)構(gòu)及其保護(hù)裝置進(jìn)行重新設(shè)計，則有利于減輕電池質(zhì)量；或在不改變電池質(zhì)量的同時增加電池容量，可實現(xiàn)電動汽車?yán)m(xù)駛里程的增加。

刊名：e&i Elektrotechnik und Informationstechnik（英）

刊期：2015年第132期

作者：W. Leitgeb et al

編譯：陳丁躍