基于安全、轻量化、可靠性多目标的新能源汽车电池包壳体开发

电池包作为新能源汽车的动力源,是新能源汽车最重要的部件之一,而电池包壳体对电池包乃至整车起重要保护作用,是新能源汽车的关键部件。电池包壳体质量占整车的2%～6%,电池包壳体对汽车轻量化同样起到重要作用。基于全球汽车产业的节能减排发展目标,从安全性、轻量化、可靠性3个角度出发,论述了新能源汽车电池包壳体开发的行业发展现状,展望其未来的发展趋势,同时针对这一领域存在的共性关键技术问题进行了讨论。     

纯电动汽车电池包轻量化设计综述

纯电动汽车因其清洁、无污染的特性,成为各国研发的重点方向。其电池包是整车的核心部件,起承载和保护动力电池组的关键作用,其结构设计的轻量化是汽车轻量化、提升续驶里程的关键途径。电池包服役过程中需承受来自地面的各种冲击载荷,箱体结构的强度、刚度及安全性等均会对电池包性能产生影响。通过总结不同品型电池包在结构设计、材料选用、静态特性和动态特性 4个方面的性能参数,从这 4个方面比较了不同轻量化设计电池包对材料的性能要求,评估了不同材料的轻量化效果,为选用合适的轻量化材料用于电池包的结构设计提供参考和理论指导。     

新能源汽车电池包箱体结构的轻量化研究现状

通过分析现有电池包箱体的研究状况,对电池包箱体的材料选择、结构设计和制造技术进行了梳理.在选材上,轻质合金箱体是目前电池包箱体轻量化的主要用材;在结构设计上,箱体的耐撞结构、加强筋和内部模组隔板是设计时考虑的重要因素.最后,提出车身-底盘电池包结构一体化、一次成型和连接技术轻量化将是电池包箱体结构设计的主要趋势.     

汽车用SMC材料性能分散性研究

随着节能减排及轻量化设计理念的普及,具备良好轻量化效果的SMC材料已广泛应用于新能源汽车电池包上壳体。通过对SMC材料加工及成型工艺特点分析,研究了原材料生产、成型工艺、结构特征等不同因素对SMC材料性能分散性的影响,并阐述了材料性能分散性对SMC产品开发的要求。结果表明,SMC片料加工方向及垂直加工存在各项异性;由于成型工艺及结构特征的影响,产品不同区域机械性能存在极大的分散性。     

解析纯电动汽车的动力电池包轻量化

锂离子动力电池包系统在纯电动汽车中的应用最为广泛,动力电池包是利用1个封闭盒形结构将BMS、热管理系统、模组架以及动力电芯等组件组合在一起。纯电动汽车的重量很大程度上取决于动力电池包的重量。因此,电池包的轻量化对于纯电动汽车的轻量化有着十分重要的作用。因此,文章对纯电动汽车的动力电池包轻量化的实现方法进行了详细的介绍。     

某新能源汽车复合材料电池包轻量化设计

电池包是电动汽车的动力源,其中下箱体及模组安装板是电池包的主要承载部件,采用碳纤维复合材料代替原不锈钢材料对下箱体及模组安装板进行轻量化设计。上箱体兼顾到制造成本问题,使用原不锈钢材料。结果表明,采用碳纤维复合材料的电池包在满足力学性能的同时,相比于原不锈钢材料,电池包重量指标得到了较大的改善。     

关于新能源车电池包能级评估的方法讨论

目前,新能源车动力电池在能量密度和充电速度上还存在着一些短板,多家车厂也在不同程度地探索电池包快换技术的应用。本文基于电池包的快换场景,讨论了几种对电池包能级评估的方法,为新能源车电池包快换的深化发展提供支持。     

纯电动汽车动力电池包结构轻量化设计

为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%,且动态性能得到明显改善。对优化后的电池包实体进行安全性能测试,结果表明,电池包各项安全性能指标均满足国家标准要求,优化设计方案具有可行性。     

新能源汽车电池包下壳体焊接工艺分析

为了解决新能源汽车电池包下壳体连接问题,分别介绍了钢制电池包、铝制电池包下壳体较为成熟的几种连接方式,从多方面进行对比分析,为实际生产过程中连接方式的选择提供参考。介绍了新能源汽车电池包下壳体常见的焊接装配顺序,解决了工程实际问题,可为电池包下壳体焊接装配顺序的优化提供参考。     

轻量化材料镁合金在汽车上的应用

汽车节能减排的途径有很多,其中汽车轻量化最为大家关注。在轻量化手段中,镁合金轻质材料的应用是最有效途径之一。本文主要介绍轻金属材料镁合金在转向盘骨架、仪表板横梁、变速器壳体、座椅骨架等零部件上的应用。     

铝合金在分动器壳体的应用研究

以轻量化设计为目标,从分动器铝合金壳体失效分析出发,重点分析了材料的铸造工艺性、机加工艺性,制定了提高铸件质量和加工质量的具体措施;应用CAE手段进行壳体结构的加强和优化,结合试验数据对改进后壳体的CAE计算值进行评价,最后进行试验验证。     

基于侧面碰撞安全性的电动汽车车身结构件轻量化设计

为实现某纯电动汽车车身结构件的轻量化设计,在保证其电池包挤压及连接安全的前提下,通过安装电池包前、后侧面碰撞过程传力特点及结构件变形模式的对比,选出对性能影响较大的结构件,采用灵敏度及主效应分析法确定了所选结构件的材料。选取精度较高的近似模型,采用多目标遗传算法进行优化,以厚度为设计变量、车门最大侵入量和质量为优化目标、门槛侵入量等为约束条件,获得了最优轻量化方案。     

某纯电动汽车电池包系统振动疲劳仿真分析研究

为了迎合市场对续驶里程提高的要求,续驶里程超过400公里已成为国内纯电动汽车市场的主流,受电池材料和能量密度极限的影响,电池包重量也会相应超过350kg,电池包振动疲劳的挑战全方位倍增,对电池包系统箱体结构性能要求越来越高,建立适用的电池包系统振动疲劳仿真分析的企业标准,为整车开发性能考核提供依据,降低开发风险和费用。     

重型货车变速器壳体轻量化技术研究

重型货车变速器壳体是变速器的重要组成部分,占变速器总成质量的30%~40%,重型货车变速器壳体轻量化对整车传动系轻量化设计而言具有重大意义。对比了变速器壳体几种不同工艺的优缺点,对12挡筒式结构的双中间轴结构变速器壳体进行了CAE分析;采用铝合金材料的壳体经过加筋设计和改进,变速器总成减重效果可达26.6%;介绍了不同螺栓-螺纹连接对铝合金壳体连接性能的影响。     

铝合金螺栓在新能源电驱动总成上的应用

镁合金是新能源电驱动总成壳体理想的轻量化材料。为解决镁合金壳体与紧固件之间的电偶腐蚀,须采用铝合金螺栓方案。与传统钢制螺栓进行对比,分析了铝合金螺栓配合镁合金壳体进行装配的优势,并研究了铝合金螺栓应用中的啮合长度计算、表面处理选择和装配工艺制定问题。     

基于有限元仿真的电池包机械冲击分析

以纯电动汽车的电池包为研究对象,通过GB 38031-2020确定其冲击载荷,进行有限元分析。利用OptiStruct对电池包进行瞬态响应计算,结果表明在7 ms时,电池包的吊耳及螺栓处的最大应力为167.5 MPa,小于材料抗拉强度270 MPa,符合设计要求。在开发初期应用有限元分析方法进行电池包的瞬态响应分析,有利于缩短电池包设计周期并降低成本。     

动力电池包系统在纯电动汽车上的应用

随着纯电动汽车近年来的快速发展,动力电池包系统作为汽车上全部能源的供给装置,其在纯电动汽车上的应用显得格外重要。文中围绕动力电池包系统的构成、安全防护、功能要求和技术难点分析,结合一款纯电动汽车的开发,对动力电池包系统的设计及应用进行了阐述和研究。     

长玻纤增强聚丙烯在汽车上的应用研究

长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)是纤维增强聚合物领域的一种新型轻量化材料。以LGFPP分别替代短玻纤增强工程塑料PA66-GF30和PBT-GF30用于汽车车门拉手底座和雾灯壳体的制造,对零部件的尺寸稳定性和其它各项性能进行试验,并对减重效果和成本进行了分析。得出的结论是,LGFPP在完全满足成型要求和各项性能要求的同时,还在轻量化和降低成本等方面取得了明显的效果,在汽车零部件领域具有广泛的应用前景。     

汽车暖风机壳体用聚丙烯/粘土纳米复合材料开发与应用

通过采用大分子熔体插层工艺制备了汽车暖风机壳体用聚丙烯/粘土纳米复合材料,该材料具有较高的综合性能.介绍了聚丙烯/粘土纳米复合材料的制备过程,并对该材料的性能及汽车暖风机壳体性能进行了试验.试验结果表明,聚丙烯/粘土纳米复合材料可满足汽车暖风机壳体的使用要求,且其填充量小、密度低,有利于实现汽车零件轻量化.     

铝合金在汽车轻量化中的应用及重卡轻量化实例

汽车轻量化可有效地节约能源,减少环境污染,提升车辆的行驶性能与安全性能。文章综述了汽车用铝合金材料的性能特点及在汽车轻量化制造中的应用范围。以重卡行业汽车零部件轻量化的实例进行引入,对铝合金实际使用情况进行介绍。