平板式纯电动汽车动力电池包的结构优化设计(附件)【字数：10512】
摘 要新能源汽车作为现代汽车发展的趋势，越来越受到大众的关注。而汽车动力电池包作为新能源汽车的核心部件，其内部结构的排列，设计以及优化，更是重中之重。在新能源汽车领域一直遵循着这样一个原则来进行设计，那就是“较高的强度，较轻的质量，较低的油耗，和较高性价比的“成本”。现如今随着世界石油资源的日益枯竭，我国越发重视新能源汽车的不断发展，我国各省以及龙头企业也积极投入大量资金来加入到新能源汽车的研发之中去。本文着重于动力电池包的设计和优化，选用18650电池作为单个载体，采用一个电池包18单体并联增加电池容量，然后在将24的电池包串联增加电压的发放来设计。电池包的结构包括箱体，箱盖，风机，BMS芯片，面板，通信接口，电池包，支架等一系列零部件，并最终完成为94.542kw.h/kg电池包。电池包作为电动汽车的“心脏”，必须有一定的强度来承受电池组等相关零部件的质量。在用SOLIDWORKS建立了模型的基础上，分析了电池包在转弯时的工况，紧急制动时的工作状态，告诉转弯时的工作状态下电池包结构的强度和刚度。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2汽车动力电池系统国内外研究现状 1
1.2.1锂电池起源与发展 1
1.2.2新能源汽车动力电池包机械系统研究现状 2
1.2.3汽车动力电池包结构分析 3
1.2.4汽车动力电池包本文的研究对象及安排 4
1.3平板式电动车动力电池包的结构设计和SOLIDWORKS建模 4
1.3.1汽车动力电池包力学性能结构强度的校核 4
第二章 汽车动力电池包的内部结构设计 5
2.1平板式汽车动力电池包设计要求 5
2.2平板式汽车动力电池包选型及参数 5
2.2.1整车设计参数 5
2.2.2电源电压的选取 6
2.2.3电源电压的最大输出功率和电流 6
2.2.4汽车动力电池包参数 6
2.3电池模组的设计 7
2.3.1NCR18650电池单体排列方式的选用 8
2.3.2集流片设计 8
2.3.3 Bms信号传感器安装与固定 8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.3.4汽车动力电池包基座以及固定件设计 8
2.3.5汽车动力电池包能量比计算 9
2.3.6电池模块的组成部分一览 9
2.4汽车动力电池包固定件，连接件设计 10
2.4.1汽车固定件结构设计 10
2.4.2汽车风冷动力电池包散热结构设计 10
2.4.3排风机型号的选择和风量计算 12
2.4.4电池高低压线束以及通信结构设计 12
2.5汽车风冷动力电池包主体结构设计 13
2.6汽车动力电池包整体能量比计算 13
2.7电池包箱体整体尺寸外形 14
第三章 汽车动力电池包力学性能分析 15
3.1电池组模型简化与各项参数 15
3.2汽车动力电池包在极限工况下的力学性能分析 15
3.2..1位移变形云图和应力云图 16
3.3汽车动力电池包固有频率分析 17
第四章 结论与展望 18
4.1总结 18
4.2展望 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 29
第一章 绪论
1.1 引言
随着现代社会的不断发展，人均汽车拥有的数量也在逐年提升，这伴随着的是逐年升高的交通，安全以及环境资源的问题。汽车工业的发展从设计生产，到投入使用，都摆脱不了对于日益枯竭资源和环境的利用。现代汽车工业陷入到了发展的瓶颈，于是新能源汽车技术的发展应运而生。在2001年，新能源汽车研究被国家列入到了“863”重大科技课题，并且规划了根据以旧的汽油柴油车为原点，向着氢气燃烧为动力汽车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出了以“节能和新能源汽车”为目标的战略，各级政府从中央到地方都高度关注新能源汽车的投入和研发，新能源汽车在我国如火如荼的发展起来。
从”十二五”规划以来，我国就逐渐确定了动力电池包系统的概念。动力电池系统包含了很多的项目，包括通信接口的设计、电池模块组的设计以及固定结构，线束排列等问题。本文选定了以NCR18650锂子电池作为单个小单元，在这个基础上通过电池的串并联形成电池包，再通过电池包的串并联以及各种支撑的构建成动力电池系统，最后通过有限元仿真研究电池的动力学性能，各种工况下的强度刚度性能，为电池包的优化设计提供一定的建议。
1.2汽车动力电池系统国内外研究现状
1.2.1锂电池起源与发展
随着现代经济社会的发展，我国对于锂子电池的需求越发旺盛。自2000年起，我国就越来越重视锂子电池的发展，自十一五以来，国家先是优先扶持了一批国企大力发展锂子电池，还在政策上放宽市场的准入门槛，使得民间资本流入锂电池市场，促使电动汽车领域百花齐放。
日本是东南亚地区锂子电池首批发展非常好的国家之一，其公司索尼与上个世纪九十年代初就推出了第一批不同于铅酸蓄电池的锂子电池，由于其是一种新的能源体系，并且就有质量小，容量高，寿命长等优点逐渐受到消费者的青睐。我国自2002年起随着国内材料领域的突破，纯电动汽车的市场份额就逐渐增加。
降低动力电池包的锂子电池成本是减低新能源汽车价格的好方法之一。现如今我国主流的电池是磷酸铁磷，而我们的邻国日本韩国的主流为三元材料为主，电动车电池包价格的居高不下是新能源汽车价格不比一般汽油汽车价格低的原
因之一。随着现代社会技术的不断进步，我国的动力电池包电池成本将会减低。
我们采取了一系列市场调研，研究了一些国内外著名锂子电池厂家的使用情况。下面列出表1.1国内外知名锂电池厂家的电池使用情况。
表1.1国内外知名锂电池厂家的电池使用情况
型号
电池型号
形体特征
散热方式
安装位置
质量比
特斯拉
NCR18650
圆柱体
液冷
平铺放置
85kw.h
雪佛兰
锂子电池
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2汽车动力电池系统国内外研究现状 1
1.2.1锂电池起源与发展 1
1.2.2新能源汽车动力电池包机械系统研究现状 2
1.2.3汽车动力电池包结构分析 3
1.2.4汽车动力电池包本文的研究对象及安排 4
1.3平板式电动车动力电池包的结构设计和SOLIDWORKS建模 4
1.3.1汽车动力电池包力学性能结构强度的校核 4
第二章 汽车动力电池包的内部结构设计 5
2.1平板式汽车动力电池包设计要求 5
2.2平板式汽车动力电池包选型及参数 5
2.2.1整车设计参数 5
2.2.2电源电压的选取 6
2.2.3电源电压的最大输出功率和电流 6
2.2.4汽车动力电池包参数 6
2.3电池模组的设计 7
2.3.1NCR18650电池单体排列方式的选用 8
2.3.2集流片设计 8
2.3.3 Bms信号传感器安装与固定 8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.3.4汽车动力电池包基座以及固定件设计 8
2.3.5汽车动力电池包能量比计算 9
2.3.6电池模块的组成部分一览 9
2.4汽车动力电池包固定件，连接件设计 10
2.4.1汽车固定件结构设计 10
2.4.2汽车风冷动力电池包散热结构设计 10
2.4.3排风机型号的选择和风量计算 12
2.4.4电池高低压线束以及通信结构设计 12
2.5汽车风冷动力电池包主体结构设计 13
2.6汽车动力电池包整体能量比计算 13
2.7电池包箱体整体尺寸外形 14
第三章 汽车动力电池包力学性能分析 15
3.1电池组模型简化与各项参数 15
3.2汽车动力电池包在极限工况下的力学性能分析 15
3.2..1位移变形云图和应力云图 16
3.3汽车动力电池包固有频率分析 17
第四章 结论与展望 18
4.1总结 18
4.2展望 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 29
第一章 绪论
1.1 引言
随着现代社会的不断发展，人均汽车拥有的数量也在逐年提升，这伴随着的是逐年升高的交通，安全以及环境资源的问题。汽车工业的发展从设计生产，到投入使用，都摆脱不了对于日益枯竭资源和环境的利用。现代汽车工业陷入到了发展的瓶颈，于是新能源汽车技术的发展应运而生。在2001年，新能源汽车研究被国家列入到了“863”重大科技课题，并且规划了根据以旧的汽油柴油车为原点，向着氢气燃烧为动力汽车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出了以“节能和新能源汽车”为目标的战略，各级政府从中央到地方都高度关注新能源汽车的投入和研发，新能源汽车在我国如火如荼的发展起来。
从”十二五”规划以来，我国就逐渐确定了动力电池包系统的概念。动力电池系统包含了很多的项目，包括通信接口的设计、电池模块组的设计以及固定结构，线束排列等问题。本文选定了以NCR18650锂子电池作为单个小单元，在这个基础上通过电池的串并联形成电池包，再通过电池包的串并联以及各种支撑的构建成动力电池系统，最后通过有限元仿真研究电池的动力学性能，各种工况下的强度刚度性能，为电池包的优化设计提供一定的建议。
1.2汽车动力电池系统国内外研究现状
1.2.1锂电池起源与发展
随着现代经济社会的发展，我国对于锂子电池的需求越发旺盛。自2000年起，我国就越来越重视锂子电池的发展，自十一五以来，国家先是优先扶持了一批国企大力发展锂子电池，还在政策上放宽市场的准入门槛，使得民间资本流入锂电池市场，促使电动汽车领域百花齐放。
日本是东南亚地区锂子电池首批发展非常好的国家之一，其公司索尼与上个世纪九十年代初就推出了第一批不同于铅酸蓄电池的锂子电池，由于其是一种新的能源体系，并且就有质量小，容量高，寿命长等优点逐渐受到消费者的青睐。我国自2002年起随着国内材料领域的突破，纯电动汽车的市场份额就逐渐增加。
降低动力电池包的锂子电池成本是减低新能源汽车价格的好方法之一。现如今我国主流的电池是磷酸铁磷，而我们的邻国日本韩国的主流为三元材料为主，电动车电池包价格的居高不下是新能源汽车价格不比一般汽油汽车价格低的原
因之一。随着现代社会技术的不断进步，我国的动力电池包电池成本将会减低。
我们采取了一系列市场调研，研究了一些国内外著名锂子电池厂家的使用情况。下面列出表1.1国内外知名锂电池厂家的电池使用情况。
表1.1国内外知名锂电池厂家的电池使用情况
型号
电池型号
形体特征
散热方式
安装位置
质量比
特斯拉
NCR18650
圆柱体
液冷
平铺放置
85kw.h
雪佛兰
锂子电池
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