王文伟++程雨婷++姜卫远++刘志山

摘 要：电动汽车电池箱的结构设计应该满足多变运行环境和工况下的疲劳寿命要求。通过有限元软件对某款电动汽车电池箱结构进行建模，基于频域法分析其在随机振动环境下的响应，根据Miner提出的线性疲劳累计损伤理论和材料S-N曲线，对随机振动条件下的电池箱结构进行疲劳分析。结果表明，原结构可以满足随机振动试验要求。为随机振动环境下电池箱结构的疲劳分析提供了一种有效的计算方法。

关键词：随机振动；疲劳分析；有限元分析；电池箱；电动汽车

中图分类号：U469.72文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.01.02

Abstract：The design of electric vehicle（EV） battery boxes should meet fatigue life requirements under changeable operating conditions. A finite element model was built for the EV battery box， and the response to random vibration was analyzed based on frequency domain methods. The Miner's linear fatigue damage accumulation rule and the S-N curve of the materials were used to analyze the fatigue life of battery box， and the result shows that the original structure can meet the requirements of random vibration test. An effective calculation method is proposed for random vibration fatigue analysis of battery box structure.

Keywords：random vibration； fatigue analysis； finite element analysis； battery box； electric vehicle

由于路面的不平度，电动汽车在行驶过程中所承受的载荷是随机的，电池箱是电动汽车能量供给的关键设备，作为电池组的载体，对电池组的安全工作和防护起着关键的作用，影响整车的安全性。因此电池箱结构设计应满足多变运行环境和行驶工况下的疲劳寿命要求。

随机振动下结构疲劳分析方法主要有时域和频域两种方法，时域法中经典的雨流循环计数方法被认为是最准确的方法，但计算量较大，在工程实践中应用受到很大限制[1]。因此，当前主要使用频域的谱分析法，通过功率谱密度（Power Spectrum Density，PSD）从频域角度准确地描述载荷的统计规律。此外，目前对电池箱的疲劳分析大多在设计完成后按照相关要求，使用随机振动台进行试验，效率低成本高。随着计算机技术及仿真技术的不断发展，使用高性能计算机及相应的软件平台便能实现设备随机振动仿真分析。……