电动汽车动力电池包结构设计详解

电动汽车动力电池包结构设计详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_68525899/article/details/141895596

电动汽车高速发展，动力电池系统作为其发展的关键和瓶颈，技术研发上也不断地取得突破。正是因为动力电池的重要地位，其结构设计上关系到整体系统的各项性能特点和安全要求，进而影响到整车的综合表现。本文根据课题组内对设计车辆的整车要求以及对动力电池的参数要求，完成电动汽车动力电池包的结构设计和相应的特性分析工作。

1. 动力电池包结构设计

1.1 结构设计基本要求

• 整车设计要求：电池包需要满足整车的性能要求，包括续航里程、动力输出等。
• 安全设计要求：电池包需要满足各种安全标准，包括碰撞安全、防水防尘等。

1.2 动力电池包系统参数匹配设计

• 单体选型：采用3750个NCR18650型锂离子电池单体。
• 电池容量校核：电池包系统整体电池容量达到36.5kW·h。
• 电池电压设计：电池总电压为270V。
• 电池系统框架结构设计：采用50并75串的结构形式。

1.3 电池模组结构设计

• 单体布置方式选择：采用5个相同规格的电池模组箱体呈异形T字排布。
• 冷却方式比较及选择：采用液体散热的冷却方式。
• 电池块结构设计：防水防尘密闭等级为IP67级。
• 电池模组成组设计：模组之间采用合理的连接方式。

1.4 电池包结构设计

• 安装位置确定：安装于汽车底盘下方，车架纵梁跨度之间。
• 模组布置方式：采用异形T字排布方式。
• 壳体结构设计：采用高强度材料，满足安全要求。
• 连接方式确定：采用可靠的连接方式，确保结构稳定性。

1.5 其他组件设计

• 包括电池管理系统（BMS）、冷却系统、电气连接等组件的设计。

1.6 动力电池包功率密度计算

• 所设计的电池包总质量预估为364.382kg，计算得功率密度达到555.74 W/kg。

1.7 动力电池包结构总览

2. 动力电池包性能有限元分析

2.1 电池包有限元分析

• 使用ANSYS有限元分析软件进行结构强度分析。

2.2 模型建立与分析手段概述

• 使用CATIA三维建模软件完成电池包的实体建模。

2.3 动力电池包强度分析

• 典型工况下的电池包结构强度分析：分析颠簸＋紧急制动、颠簸＋紧急转弯等工况。
• 动力电池包模态分析：在ANSYS Workbench平台进行自由模态强度分析。

2.4 动力电池包碰撞性能分析

• 碰撞测试与碰撞防护分析：分析电池包的碰撞安全性能。
• 侧面碰撞情景分析：使用LS-DYNA求解器和LS-PrePost软件进行模拟分析。

3. 动力电池包单体可重构分析

3.1 动力电池回收利用介绍

• 随着电池性能下降，需要考虑电池的回收和再利用。

3.2 电池包换电方式分析

• 分析快速换电技术的优势和面临的挑战。

3.3 单体可重构分析

• 结合电池包设计，分析其可重构性，以实现电池的灵活使用和维护。

4. 总结与展望

4.1 总结

• 本文完成了电动汽车动力电池包的结构设计和性能分析，满足了设计要求。

4.2 展望

• 随着技术进步，未来电池包设计将更加优化，性能将不断提升。