基于响应面法的动力电池包箱体轻量化优化设计
2021-03-05欧阳威王丽娟陈宗渝曾泽江
机械设计与制造 2021年2期
欧阳威,王丽娟,陈宗渝,曾泽江
(南昌大学,机电工程学院,江西 南昌 330031)
1 引言
电动汽车市场竞争加剧的现状驱动着汽车生产制造商谋求关键核心技术的突破,旨在为消费者提供安全性更高、续航里程更长、综合体验更佳的电动汽车产品。动力电池包箱体作为电池模组的保护罩、承载体,关乎着内部动力电池能否正常运行,其结构必须满足电动车在正常或复杂运行工况下一定的刚度与强度等硬性要求,如何设计出一种高强度、轻量化的电池包箱体对于保障整个动力电池的安全性、提高热管理效率以及增加电动车续航里程具有重要意义[1]。
鉴于动力电池模组均由一定规格的高密度电池单体通过串并联成组,电池包的轻量化空间主要集中在箱体上,实现电池包箱体轻量化的有效途经主要有:采用拓扑优化、尺寸优化、形貌优化和形状优化等结构优化方法;使用轻量化材料;利用先进的成型工艺等[2]。精确的有限元模型是结构响应预测和结构优化的必要条件[3],结合有限元仿真技术并基于响应面法的优化设计,可方便地通过有效的试验设计手段将设计变量与结构响应之间的关系以多项式回归方程的形予以表达,经统计学原理修正并检验响应面模型满足一定的精确度与有效性后能较好的完成对设计响应的平顺,在工程上得到了广泛应用,后续将沿用并拓展此类方法对电池包箱体进行轻量化优化设计。
