关键词：电动汽车;;电池仓;;轻量化;;形貌优化;;多目标优化
摘 要：目前,能源安全和环境污染问题的双重压力迫使我国在内的世界上多个国家都在大力发展新能源汽车,汽车产业正经历一场新的变革。而作为电动汽车动力电池系统总成载体的电池仓,对产品的安全工作和防护起着至关重要的作用,关乎着整车的安全性。同时随着相关法规标准的制定,市场对动力电池系统的比能量要求愈发严格,因此对电池仓结构轻量化优化设计迫在眉睫。本文依托国家重点研发计划新能源汽车专项课题“全新架构电动汽车结构-材料-性能一体化多目标优化设计(2016YFB0101601)”,对某款电动汽车的电池仓进行轻量化优化设计,主要研究内容和结论如下:首先根据电池仓的设计要求和车架的硬点尺寸,参考对标车型先进的电池仓结构,在CATIA中建立电池仓三维实体模型,然后导入Hyper Mesh中,根据有限元建模原则,对其进行模型简化、几何清理、网格划分、质量检查等工作,最后得到电池仓的有限元模型。其次参考国内外相关文献,取电池仓在颠簸急转弯和颠簸急刹车两种极限工况进行静力学分析,对其静态特性进行分析和评价;再对其进行约束模态分析,得到其前六阶模态频率和振型,为之后的形貌优化设计提供指导作用;接着依据相关国标法规,对电池仓的随机振动、机械冲击和挤压工况进行仿真分析,为多目标优化设计提供参考。然后根据电池仓的动静态特性分析结果,对电池仓进行了形貌优化。接着以电池仓质量和一阶模态频率为目标,两种极限工况下的最大应力和位移、随机振动过程中最大3应力、冲击过程中的最大应力和挤压过程中电池模组的最大变形为约束对电池仓进行多目标优化设计,确定各部件的最佳厚度。最后根据优化结果对电池仓进行重新建模,对优化前后电池仓的动静态性能和机械安全性能进行对比分析证明优化的合理性和可行性。优化后的电池仓在满足各项性能的前提下,质量减少了8.83kg,减重率达20.88%,轻量化优化设计效果明显,对电池仓的研究具有一定的参考意义和工程意义。
内 容：原文可通过湖北省科技信息共享服务平台（http://www.hbstl.org.cn)获取