电动汽车动力电池箱托架仿真分析.pdf

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1、本文采用S o l i d W o r k sS i m u l a t i o n 的整体解决方案。对公司开发的电动客车动力电池箱托架进行不同工况下的强度分析。通过青岛电动客车的实际运行。验证了该分析的可靠性与可行性。为以后电动汽车动力电池箱设计优化提供了分析方法和理论支持。加快了电动汽车产业化进程。电动汽车动力电池箱托架仿真分析口许继电气股份有限公司丁丽平韩付申娄连英近年来随着国内汽车工业的飞速发展，中国石油对外依存度逐年增长，能源和环境领域面临着最为严峻的挑战。由于电动汽车具有：无污染、噪声小、结构简单、使用和维护方便及能量转换效率高等优点，使得电动汽车越来越目起社会的重视。面对困难的局

2、面，国家相继将新能源和新能源汽车列人战略性新兴产业加以重点扶持，电动汽车将进入快速发展时期，预计到2 0 15 年中国电动汽车保有量将超过5 0万辆。电动汽车动力电池箱托架是电池箱的主要承载机构，与电动客车的底盘相连，在电动客车行驶过程中其受力工况非常复杂。本文借助S o l i d W o r k sS i m u l a t i o n 分析软件，通过对电动汽车动力电池箱托架进行有限元分析，确定其强度满足设计要求。一、动力电池箱托架强度分析动力电池箱托架固定在电动汽车的底盘上，是动力电池箱的主要承重部件。由于电动汽车行驶过程中路面的不确定性，因此动力电池箱架受力非常复杂，本文对其进行如下工

3、况分析上下j 中击工况、前后冲击工况及左右j 中击工况。I 上下冲击工况分析动力电池箱托架是由钣金件焊接而成，左右方向对称。为了简化分析模型，减少计算量，采用对称性分析，只分析动力电池箱托架的一半。由于托架通过螺栓与电动客车底盘相连，因此把各个螺栓孔圆柱面进行固定约束，如图1所示。6 4C A D C A M 与制造业信息化w w w i d n o v oc o mc i l图1 边界约束电动汽车运行过程中上下颠簸比较严重，按电动汽车安全设计标准，施加载荷为电池和电池箱重量的3 倍，即上下3 9 的冲击力，电池箱体与电池的重量是通过导向负重轮传递给导向负重轮的轴，轴传递给托架。由于涉及到大量

4、的负重轮与导轨之间的接触分析，通过非线性等效计算，可以采用等效载荷进行线性计算。在做简化时把导向负重轮及轴省略掉，直接把等效力加在导向负重轮的轴上。载荷条件如图2 所示。图2 栽荷条件万方数据经过分析，应力和位移图解如图3 及图4 所示。图3 应力分布图解圉4 冲击方向位移分布图解E从应力分布图解上可以看到，最大应力是2 2 2 MP a，j要分布在螺栓连接处，除此点之外其他区域应力较小。从要j 中击方向位移图解可以看出，最大位移是06 5 6 mm，变形可大，主要位置几乎无变形。从分析结果上看，整体结构强度满足电动客车运行要求。2 前后冲击I 况当动力电池箱托架受前后冲击时，结果不对称，所眇

5、用全模型，边界约束条件与上下j 中击工况相同。根据标准规定，水平方向j 中击载荷为15 9，为安全起见，本文按2 9 i,。算，即在负重导向轮轴上施加电池和电池箱体的总重量，乇前支架和后支架上施加电池和电池箱体的总重量两倍的冲爿l力，载荷条件如图5 所示。圉5 我荷条件经过分析，应力如图6 所示，位移如图7 所示。栏目主持：黎艳投稿信箱：L i y i d n o v oc o mc n图7 舍住移分布图解E从应力分布图解可以看出，最大应力是17 3 2 MP a，位于托架前方固定电池箱的地方。由于此地方网格比较独立，属于应力集中地方，因此此处应力可以忽略掉，进而托架的整体应力较小。从位移图解

6、可以看出，位移量为O 3 3 m m，也非常小。通过分析可知，动力电池箱托架在受到前后2 9 冲击工况时，符合行业标准要求。3 左右冲击I 况当动力电池箱托架受左右j 中击时，结果不对称，所以用全模型，约束条件与前后受2 9 l 况的情况相同，如图8 所示。图9 压力分布图解镳移镳移，蚤|燕爱一万方数据本文以重型卧式加工中心的工作台床身导轨为研究对象，利用S o l i d W o r k s 软件建立了完整的工作台床身三维有限元模型并利用S o l i d W o r k s 优化设计模块 1 3 S o l i d W o r k sS i m u l a t i o n 有限元分析模块对

7、工作台床身导轨进行了静力学和模态的协同计算。在此基础上进行优化设计并进行校核。分析结果表明：采用有限元方法不仅提高了设计质量，同时改进了产品性能，节约了产品成本，获得较高的经济效益。基于S o l i d W o r k s 的卧式加工中心导轨设计验证一体化研究口中传重型机床有限公司徐海东口南京东锐羽科技有限公司张一心一、虚拟样机的建模1 三维实体建模卧式加工中心是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。卧式加工中心的主轴处于水平状态，通常带有可进行分度回转运动的正方形工作台。一般具有3-5 个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加个回转运动坐标，它能使工作在一次装夹后完

8、成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类零件。一般具有分度工作台或数控转换工作台，可加工工件的各个侧面；也可作多个坐标的联台运动，以便加工复杂的空间曲面。以某型号的卧式加工中心为例，采用S o l i d W o r k s 2 0 11 三维C A D 软件对卧式m m 中心的工作台床身等主要部件进行三维建模，然后根据结构特点和功能要求，对各个部分的模型进行装配，再结合分析需要，将部件调整到合适的初始位置。2 分析工况如图1 所示，分析模型由床身、底座、两条滚动导轨、两条滑动导轨和一个工件组成，工件模型放置在工作台中间，工件长度100 0 0 m m，宽度25 0 0 m m

9、，假设在较正常的工况下，即床身受力均匀，故根据需要将工件处理为均匀的长方从应力分布图解可以看出于托架前方固定电池盒的地方最大应力是l2 0 1 MP a，位此处网格比较独立，属于应6 6C A D C A M 与制造业信息化w w w i d n o v ot o mG F I力集中造成的。根据工程经验，此处应力可以忽略掉，因此该工况下托架的整体应力是比较低。从位移图解可以看出，位移量也是非常小，通过分析可知，托架在左右受到2 9 冲击工况时符合行业要求。二、结语本文基于计算机辅助分析(c A E】技术，对公司生产的电动汽车动力电池箱托架进行不同工况下的强度分析，通过青岛电动客车的实际运行，验证了该分析的可靠性与可行性。为以后电动汽车动力电池箱托架设计优化提供了分析方法和理论支持，加快了电动汽车产品开发进程。蟹万方数据电动汽车动力电池箱托架仿真分析电动汽车动力电池箱托架仿真分析作者：丁丽平，韩付申，娄连英作者单位：许继电气股份有限公司刊名：CAD/CAM与制造业信息化英文刊名：CAD/CAM YU ZHIZAOYE XINXIHUA年，卷(期)：2011(12)本文链接：http:/