《電動車動力電池結構安全探析與設計》開題報告3200字

電動車動力電池結構安全分析與設計開題報告文獻綜述一、選題依據(jù)和意義（一）選題依據(jù)政策引導隨著科技的進步，汽車工業(yè)有了飛速的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染的問題越來越嚴重，以新能源為動力的汽車成為新時代的主要發(fā)展方向之一。電動物流車被廣泛用于物流行業(yè)，用于大型超市的配送或工廠之間的物流配送。由此可以減少石油資源的巨大消耗和廢氣排放，從而緩解當前的能源和環(huán)境危機。...理論/技術依據(jù)動力電池是電動物流車非常重要的零部件，是其主要的能量來源。動力電池通過電池支架固定在車身或車架上，即支架的結構強度性能顯得十分重要。當汽車正常行駛時，會遇到顛簸、轉(zhuǎn)彎、制動等各種工況，電池支架因此會受到多種力的作用，若支架強度性能不足，容易使支架產(chǎn)生變形甚至破裂，從而影響整車的行駛穩(wěn)定性以及安全性。...（二）選題意義對電池支架的結構性能展開分析與研究，能夠為提高電池支架的強度有一定的幫助，同時能夠為汽車零部件輕量化設計提供一定的基礎。...二、國內(nèi)外研究狀況國內(nèi)研究現(xiàn)狀：電動汽車動力電池支架結構性能受很多因素的影響，如材質(zhì)、結構尺寸等。目前，為了實現(xiàn)汽車輕量化設計，大多數(shù)的研究都針對于電動汽車動力電池支架的結構優(yōu)化設計。以混合動力汽車電池動力支架為研究對象，趙俊男等人利用CATIA軟件對電池動力支架進行了設計，并利用有限元技術對電池支架進行了模態(tài)、強度、正面碰撞等分析，最后成功地將電池在有限的空間里穩(wěn)定固定，可以有效地防止電池晃動，同時可以減輕重量，有利于減輕整車重量[1]。馬娜等人利用有限元分析法分析原電池載體結構的模態(tài)特性，然后應用拓撲優(yōu)化法優(yōu)化載體輪廓，利用尺寸優(yōu)化法對支架中各結構件的厚度值進行優(yōu)化，從而解決載體結構剛度不足而導致的某階模態(tài)頻率較低的問題，最后實現(xiàn)汽車輕量化設計[2]。劉雯等人以汽車動力電池支架為研究對象，通過UG軟件建立汽車動力電池支架的三維模型，確定落料、拉延、沖孔修邊為產(chǎn)品冷沖壓工藝方案，通過Dynaform軟件對拉延工序的工藝設計和參數(shù)進行了數(shù)值模擬，最后得出在壓邊力為700KN、采用液體潤滑劑（摩擦系數(shù)0.05）和拉延筋高度為7mm、寬度為11mm、圓角半徑為4mm、槽凸緣半徑為3mm的條件下，可以避免皺紋、裂紋和變形不足等缺陷，保證產(chǎn)品質(zhì)量[3]。潘學玉研究了純電動商用車的后部電池和底盤框架之間的連接結構。根據(jù)螺栓連接的原理和車輛在生產(chǎn)線上的裝配過程，提出了一種優(yōu)化方法并進行了仿真分析。實車測試對優(yōu)化方法進行驗證[4]。程必良等人對某純電動汽車電池包進行研究，首先對電池的重量、尺寸、材料、連接方式、承載梁等電池結構的基本參數(shù)進行了設計，然后使用CATIA軟件建立了電池部件的參數(shù)化模型，并根據(jù)約束條件完成了組裝，并使用有限元技術對電池進行了模擬和分析，并結合拓撲學、形態(tài)學和尺寸優(yōu)化方法對電池進行了優(yōu)化[5]。劉濤在電動商用車的基礎上設計了固定式電池載體的結構，在保證安全的前提下，利用HyperWorks軟件建立了固定式電池載體的網(wǎng)格模型，然后結合仿真分析結果，對固定式電池載體的材料進行了優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化的固定載體可以與車輛的堅固性相匹配，同時顯著提高結構的效率，節(jié)省開發(fā)成本[6]。趙超從圓柱形電池模塊載體的設計出發(fā)，利用可變密度法開發(fā)了瞬時工作條件下限溫熱耦合的拓撲優(yōu)化方法，為電池模塊載體的結構設計提供了一個新的思路[7]。李仲奎等人對電動汽車電池安裝點的錯位問題進行了研究，首先對工程測量技術中的點定位系統(tǒng)相關理論進行了闡述，然后對電動汽車電池安裝點位移較大的情況進行了分析，指出了后安裝支架設計的缺陷，并提出以焊接代替螺栓連接，以方管代替圓管的建議，這是個可調(diào)整的后部電池支架的設計[8]。趙俊男等人對動力電池的結構特點進行了分析，并設計了動力電池模型，然后根據(jù)設計模型圖進行了極進模的結構設計，并對凸模和凹模的結構設計、檢查和放置、拆除、剔除和分離進行了詳細說明。最終模具設計合理，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有效地節(jié)約了工程成本，提高了生產(chǎn)效率[9]。國外研究現(xiàn)狀：MishraPartha提出設計一一個原型模型來觀察感應充電和感應諧振耦合，得出功率可以通過電感耦合原理從發(fā)射機無線傳輸?shù)浇邮諜C，在這種情況下可以顯著的提高充電效率。SayedKhairy提出了制定更加有效的能量策略，采用模糊邏輯控制(FLC)來控制電源管理單元(PMU)，得出優(yōu)化后的FLC具有較好的節(jié)能效果。整體來看，在節(jié)能、減排和成本的推動下，大部分廠商及公司對汽車傳動系不斷的進行方案創(chuàng)新，并逐漸向輕量化、小型化、高效化、集成化、電氣化及智能化的方向發(fā)展，各類變速器的檔位也在逐漸增加。電動汽車是否能采用全新的電池作為自身的動力來源，已經(jīng)成為了國內(nèi)外研究的重點。在核心技術和市場滲透率方面，國外的電動汽車都在迅猛發(fā)展,其成功經(jīng)驗值得研究和借鑒。研究內(nèi)容及思路方法根據(jù)開題任務書的要求，結合擬完成的任務，從研究框架、重難點內(nèi)容、研究方法或技術路線等方面進行填寫，一定是要可行的，有科學依據(jù)的內(nèi)容，切忌憑空想象。（一）研究內(nèi)容1.研究框架主要研究內(nèi)容包括：第一章緒論，通過分析研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀。并分析了課題的研究意義，為論文提供理論以及第二章分析電動物流車動力電池支架的工作條件；為全文展開提出方向。第三章建立電動物流車動力電池支架三維模型；分析電動物流車動力電池支架結構性能、安全性、經(jīng)濟性。并對凸模和凹模的結構設計、檢查和放置、拆除、剔除和分離進行了詳細說明。第四章提出通過設計合理，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有效地節(jié)約了工程成本，提高了生產(chǎn)效率。2.重難點內(nèi)容及研究思路以電動物流車動力電池支架為研究對象，對動力電池包支架結構進行性能分析是本文的重點內(nèi)容。電動物流車動力電池支架結構設計提供參考和指導是本文難點內(nèi)容。（二）研究方法或技術路線本課題主要采用以下研究方法：文獻檢索法在對本課題進行設計時，通過查詢對電動車動力電池結構安全分析，以期給予相關的資料參考。ANSYS仿真法ANSYS的分析類型很廣泛，其主要類型包括精力仿真模塊、動力學仿真模塊、流體仿真模塊，本文只對汽車靜止時的電池支架進行仿真分析，即選用靜力分析staticstructural模塊。...四、預期結果本選題以電動車動力電池結構安全為基礎/依據(jù)/核心，結合文獻檢索法，擬完成電動車動力電池結構安全的設計/項目的實現(xiàn)。預期得到的具體結果如下：1.并利用UG軟件建立電動物流車動力電池支架三維模型，利用ANSYS軟件進行仿真分析2.對三種不同厚度的支架以及不同材料的支架進行仿真處理并分析其結構性能五、進度計劃結合本人實際撰寫情況，分時間段進行闡述，請務必和任務書的時間保持一致，不要出現(xiàn)任務書時間、內(nèi)容與本文進度計劃不匹配情況。請根據(jù)學院論文具體工作要求，和選題內(nèi)容，補充或調(diào)整下方各階段需要完成的內(nèi)容。切忌只保留下方原始模板內(nèi)容，視為不合格。2022.10.18-2022.11.20，確定選題、下達任務書2022.11.21-2022.12.16，完成開題報告撰寫及開題答辯2022.12.12-2023.02.26，收集和分析資料，完成課題調(diào)研或項目2023.02.27-2023.03.12，中期檢查2023.03.26前，完成論文初稿2023.04.16前，完成論文定稿與查重，審定答辯資格2023.05.12前，畢業(yè)答辯、完成整改六、參考文獻[1] 趙俊男,王曉娟,于洋,等.基于混合動力汽車的動力電池支架結構性能研究[J].汽車實用技術,2020(09):24-27.[2] 馬娜,周新濤.某型純電動汽車電池托架結構的優(yōu)化設計[J].機械工程與自動化,2019(01):50-51+54.[3] 劉雯,曹航暢,施藝旋,等.基于CAE的汽車動力電池固定支架冷沖壓工藝設計與分析[J].鍛壓技術,2017,42(09):35-41.[4] 潘學玉.某商用車底盤后背動力電池框與車架連接方式分析[J].汽車科技,2021(03):135-139.[5] 程必良.純電動汽車電池包結構優(yōu)化設計研究[D].太原:中北大學,2021.[6] 劉濤.基于HyperWorks的某動力電池總成固定支架結構優(yōu)化技術[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2016,54(05):78-81.[7] 趙超.溫度約束下動力電池組支架的拓撲優(yōu)化設計[D].大連:大連理工大學,2018.[8] 李仲奎,徐澤彬,呂祝星,等.電動車動力電池箱后