电动汽车动力电池箱托架仿真分析

2013-08-08 by:广州ANSYS Workbench软件培训中心来源:仿真在线

电动汽车动力电池箱托架仿真分析

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引起社会的重视。面对困难的局面,国家相继将新能源和新能源汽车列入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2015年中国电动汽车保有量将超过50万辆。

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SolidWorksSimulation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况分析:上下冲击工况、前后冲击工况及左右冲击工况。

1.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。

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3g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。

经过分析,应力和位移图解。

从应力分布图解上可以看到,最大应力是222MPa,主要分布在螺栓连接处,除此点之外其他区域应力较小。从受冲击方向位移图解可以看出,最大位移是0.656mm,变形不大,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.前后冲击工况

当动力电池箱托架受前后冲击时,结果不对称,所以用全模型,边界约束条件与上下冲击工况相同。根据标准规定,水平方向冲击载荷为1.5g,为安全起见,本文按2g计算,即在负重导向轮轴上施加电池和电池箱体的总重量,在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击力。

经过分析,应力,位移。

从应力分布图解可以看出,最大应力是173.2MPa,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。从位移图解可以看出,位移量为0.33mm,也非常小。通过分析可知,动力电池箱托架在受到前后2g冲击工况时,符合行业标准要求。

3.左右冲击工况

当动力电池箱托架受左右冲击时,结果不对称,所以用全模型,约束条件与前后受2g工况的情况相同。

图8载荷条件

经过分析,应力。

从应力分布图解可以看出,最大应力是120.1MPa,位于托架前方固定电池盒的地方,此处网格比较独立,属于应力集中造成的。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2g冲击工况时符合行业要求。

开放分享：优质有限元技术文章,助你自学成才