基于Workbench的电池组支架结构分析及优化.pdfVIP

学兔兔 务l 訇 化 — — 一 制造软件 -=_r——一 -9 e 一 基于Workbench的电池组支架结构分析及优化 StructuralanalysisandoptimizationofcarriageofbattedesbasedonANSYSWorkbench 廖 萍’，周陈全’，倪红军’，张 彤 ，马智涛 LlA0Ping’，ZHOUChen．quan。，NIHong~un’，ZHNGTong，MAZhi—tao (1．南通大学机械工程学院，南通 226019；2．浙江吉利罗佑发动机有限公司，宁波315000) 摘 要：以混合动力汽车用电池组底部支架为例，建立了其三维有限元模型，利用有限元分析软件 ANSYS Workbench对预设计底部支架进行静力学及动力学分析，并据此对底部支架进行结 构改进，以在设计阶段预测其工作的性能，并为底部支架的结构优化设计提供理论依据。 关键词：电池组支架结构；静力分析 ；动力学分析；优化设计 中图分类号：TH122 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2014)07(下)-O030-03 Doi：10．3969／J．1ssn．1009-0134．2014．07(下)．08 0 引言 工作的可靠性 。为保证分析结果准确性的同时提 电池组底部支架结构是作为混合动力汽车 高运算效率，对该实体模型进行了圆角、将孔简化 (HEV)车载 电池组的承载体，一方面形成 电池组 为实体的简化处理，并采用ANSYSWorkbench中的 冷却结构的底部风道以确保 电池组工作在适当的 “boned”接触单元类型来仿真所有的接触面。 温度范 围内 ¨ ，另一方面它作为 电池组 的支撑 前支撑架、后支撑架、端面连接支架等部件 结构，保证 电池组在工作过程 中始终安全可靠， 的材料均为镀锌板，其厚度均为2．0mm，密度为 电池组底部支架作为HEV的支撑部件 ，其性能对 7．8×10曲kg／mm ，杨 氏模量为2．0×10MPa，泊松 HEV的整车性能有重要影响。电池组底部支架结构 比为0．25，极限抗拉强度为410MPa，取安全系数 达到 “高强度、高刚性、轻质量 ”的要求，以保证 为1．3。 其在使用过程中支撑结构不产生裂纹以保证电池组 的可靠性，采用基于有限元分析法，对其进行动态 结构性能分析及优化，具有重要的工程意义 。 1混合动力汽车用电池组 混合动力汽车用 电池组主要 由电池模组 、底 部支撑架、电池模块支架、电池组盖板等部件组 成，图1为利用CATIA建立的电池组实体模型。其 中，电池模块支架、电池组盖板主要用于防护及 图1 电池包散热结构三维实体模型 形成电池包内部风道，底部支撑架为承重部件， 网格划分是有限元分析的关键步骤 ，其对计 底部支撑架主要 由前支撑架、后支撑架、端面连 算的难易程度及结果的精度有重要影响口．4】。本文 接支架 、中间挡风支架及 中间连接支架组成 。通 应用ANSYSWorkbench中薄面扫掠的方法，根据 过CATIA与ANSYS的数据接 口将底部支撑架模型