基于电动汽车动力电池箱模态分析和试验研究.pdf

学兔兔 参l 匐 4b 电动汽车动力电池箱模态分析和试验研究 ModaIanalysisandexperim entalstudyforelectricvehiclepowerbatterypack 桑 林，叶健诚，董 晨 SANG Lin．YEJian．cheng。DONG Chen (国网电力科学研究院实验验证中心，南京210061) 摘 要 ：本文运用有限元分析的方法 ，采用MSO．Patran和MSC．Nastran分析工具，对某一型式的电 动汽车动力电池箱因车辆系统本身或行驶路面不平整引起的振动进行了结构动力学分析、自 由模态和约束模态特性分析、以及激励的频率响应分析，建立了与实际结构相似的动力电池 箱有限元模型。给出了动力电池箱7—10阶模态下的固有频率、最大应力、最大位移数据。并 通过实验验证 ，发现其结构的薄弓弓点和损坏情况。对动力电池箱结构设计改进和优化具有一 定的参考价值和工程实际意义。 关键词：动力电池箱；有限元分析；模态；频率响应；振动实验 中图分类号：U463．6 文献标识码：A 文章编号：1009—0134(2013)11(下)一0077—03 Doi：10．3969／jf．issn．1009-0134．2013．11(下)．23 0 引言 1 动力电池箱有限元建模 伴随着我 国社会经济的快速发展，中国汽车 1．1结构的离散化 市场的巨大需求与严峻的石化能源供应 、生态环 对动力电池箱结构进行离散化是有限元建模 境污染之间的约束矛盾将越来越尖锐 。节能、环 的第一步，离散化过程就是将连续的弹性体变成 保、安全成为未来汽车技术可持续发展的三大主 由有限个单元组成的集合体，也称为网格划分 。 题。培育电动汽车等战略性新兴产业，实现 自主创 单元与单元之间靠节点连接，单元之间的载荷靠 新，成为我 国重大的科技战略需求与战略重点…。 节点传递 。根据某动力 电池箱机械结构，采用 ~1J2015年，我国规划纯 电动汽车和插 电式混合动 Hypermesh软件进行 网格划分、材料属性定义 、建 力汽车累计产销量将达到5oz／辆睇。在电动汽车快 立动力 电池箱各部件连接关系和有限元模型 。电 速发展和大规模应用 中，动力 电池箱作为 电动汽 池箱采用普通钢结构，为了简化模型，对于用螺 车能量供给的来源 ，与传统 内燃机汽车相 比，动 栓连接的部件 ，统一采用RBE2进行焊接，忽略几 力 电池箱的高 电压、易电击、机械伤害、燃烧等 何模型中的螺栓孔 。建立的最终有限元模型：单 引起的安全性、稳定性、可靠性成为大家普遍关 元类型为六面体单元，单元大小5mm左右，总单 注的问题 。针对动力电池箱的结构设计与优化、成 元数为310323个，节点数为362031,1-，其中RBE2 组技术、均衡技术、热管理技术、以及连接接 口等 焊接单元2658个。动力电池箱外箱和 内箱有限元 国内外研究机构和生产企业开展了大量的工作。 模型和连接效果图如 图1所示 。 本文运用有限元分析方法 ，采用MSC．Patran 和MSC．Nastran软件，对某一型式 的动力电池箱因 车辆系统本身或行驶路面不平整引起的振动进行