基于SolidEdge的电动汽车锂电池动力箱设计和制造.doc

基于SolidEdge的电动汽车锂电池动力箱设计及制造 A 基于SolidEdge的电动汽车锂电池 动力箱设计及制造 中航锂电(洛阳)有限公司(河南)李炜 洛阳LYC轴承有限公司(河南)刘静 随着全球气候的日益恶化,世界各国对新能源 汽车越来越重视,国家将在十二五期间加大对 电动汽车的投入,特别是纯电动汽车(EV)和插电 式混合动力汽车(PHEV).锂电池动力电池箱(下 称电池箱)是电动汽车非常重要的部件,电池箱的 设计和制造将直接影响到电动汽车的整车设计,在 整车设计中占有非常重要的地位. 1.动力电池箱 电池箱是按照一定的强度,防护等级,热设计和 电磁兼容等要求设计的钣金结构组件,并将锂离子动 力电池,电池管理系统,通风散热系统,防尘防水等 部件和电气连接部件(航空插头,熔断器,断路器 等)等电气部件安装在电池箱内,从而构成电动汽车 锂电池动力电池箱.但是由于汽车设计的特殊性,电 池箱非常受制于汽车造型设计,特别是受制于汽车 的空间尺寸,因此利用三维钣金设计软件来进行动 力电池箱的设计非常重要.电池箱部件一般都是由 锂电池厂家来提供,因此存在电池箱设计与整车设 计的配合问题,因此电池箱的结构设计非常重要. 经过比对试用,笔者觉得SolidEdge的钣金模块 比较好上手,非常好用,特别是对以前没有接触过 钣金设计的结构设计人员来说非常适合.SolidEdge V18是一款附带钣金模块的软件,无论对于钣金设计 和钣金制造来说都具有非常突出的优点,特别是与 钣金加工设备的配合非常好,较好地解决了电池箱 的无纸化设计及制造问题.SolidEdge软件钣金模块 具有折弯,轮廓弯边,除料,二次折弯,凹坑,百 叶窗,加强筋和撕裂角等命令模块,基本上包含了 钣金加工的所有工艺步骤. 电池箱是钣金设计和制造的典型范例,常见的 /占_./,.,-.,\!/\0似\._.,-/.,,.,\\.\, 一 致的因素,机身左侧下方有一个260mm×260mm 的方孑L(见图1),右侧无孔.左侧方孔使机身抗拉 截面减小及尖角应力集中,是产生应力不一致的主 要原因.因此,我们在保证机身使用功能的前提下, 将方孑L结构改为q5250mm圆孔,其内侧增加强筋, 使机身两侧壁厚的实体趋于均匀,消除了应力集中 现象.优化后的机身进行有限元分析,分析结果如 图2所示,机身工作台与喉口交界的圆角处,左 侧应力值为52.8N/mm,右侧应力值为49.3N/mm., 圆孔处应力值为26N/mm,使机身两侧的应力基本 一 致,最大应力值下降了19.3%.机身改进后整机 性能检测,左侧角变形为3.9,右侧角变形3.80, 左,右两侧角刚度差下降16%,从而提高了产品的 力学性能和精度. 图2 4.结语 在产品开发设计中,应用有限元分析,它对设 计零件结构是否合理提供了参考依据,为产品的开 发设计奠定了基础.MW(收稿日期:) 参磊冷工Ⅲwww.metalworkinglg$ 簋 O.com 照95: CAD/CAM/CA直甩 1pplicationofCAD/CAM/CAPP 钣金加工设计思路和加工工艺都能在其上体现出来. 因此,设计一款既结构紧凑,又能满足各项使用要 求的电池箱,完全代表一个公司的设计和制造水平. 2.实例说明 下面,以一款混合动力环卫车的车载动力电池 箱(见图1)为例,来进行电池箱的设计和制造说 明,设计步骤如下. 图1电池箱设计 (1)在进行钣金设计之前,需要在钣金环境中 设定钣金零件的材料表,在材料表中设定板厚(￡= 2.5mm),材料(冷轧钢板),折弯半径(折弯内圆 角R1mm),止裂口宽度(2ram),止裂口深度 (2mm),以及折弯中性因子(设定按OMADA数控 折弯机的2.5lnHI板厚的折弯因子0.33). 需要拉伸一个平板,并按照事先设定的尺寸来 标注好平板的尺寸,但是需要使用连接命令使 其对称于坐标系中,这是后续设计步骤的先决条件. 然后折弯四个折弯边,但应该注意以平板的外侧线 的内侧来折弯.在折弯了四个侧边以后,然后对四 个侧边的接缝处进行撕裂角处理.选择封闭两折 弯角命令,再选择两个相邻的侧边,注意需要选 择两个侧边的搭接次序.折弯电池箱体的其余折弯 边,按图2所示设计图示的防水结构,通过电池箱 体和电池箱盖之间的配合来保证电池箱的密封. 24 图2电池箱体的防水结构 1.电池箱体2.密封胶条3.电池箱盖4.锂电池 (2)在电池箱上设计加强筋,百叶窗,孔等特 征,在设计的过程中,需要及时考虑公司的设备参 数及模具库中的模具参数,从而在满足使用的前提 条件下,尽量选择现有的模具,以便在后续的制造 过程中节省费用,同时提高产品试制速度.但需要 96:;玩参磊工 在设计完成后对电池箱进行受力分析,既能保证电 池箱的总重量不超过整车设计的