电池箱结构优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109344442A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811025976.9(22)申请日2018.09.04(71)申请人中航锂电技术研究院有限公司地址213200江苏省常州市金坛区科教路166号申请人中航锂电（洛阳）有限公司(72)发明人张艳兵张水田关俊山(74)专利代理机构常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)32258代理人于桂贤郑云(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称电池箱结构优化设计方法(57)摘要本发明提供一种电池箱结构优化设计方法，包括以下步骤：(1)建立拓扑优化模型；(2)拓扑优化，确定电池箱内部梁结构及外部固定点位置；(3)形状优化，确定电池箱内部梁截面尺寸；(4)自由尺寸优化，确定电池箱内部梁厚度尺寸；(5)拓扑优化，确定电池箱内部梁焊点数量和布置方式；(6)形貌和尺寸优化，确定电池箱箱盖布筋方式；(7)将优化结构解释成CAD模型。该方法提出了直接用于指导电池箱结构优化设计的方法并形成了完整的优化设计流程，可以用于实现电池箱结构的定量设计，避免盲目试错，缩短开发周期，具有较大的工程实用价值。CN109344442ACN109344442A权利要求书1/1页1.一种电池箱结构优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立拓扑优化模型；(2)拓扑优化，确定电池箱内部梁结构及外部固定点位置；(3)形状优化，确定电池箱内部梁截面尺寸；(4)自由尺寸优化，确定电池箱内部梁厚度尺寸；(5)拓扑优化，确定电池箱内部梁焊点数量和布置方式；(6)形貌和尺寸优化，确定电池箱箱盖布筋方式；(7)将优化结构解释成CAD模型。2.如权利要求1所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(1)具体包括，根据电池箱在整车当中的包络图，确定可以布置固定点的区域以及模组在包络图中的布置方式，确定络结构内的可设计区域，采用实体单元对包络结构内可设计区域全填充，建立电池箱拓扑优化模型。3.如权利要求2所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(2)具体包括，基于车辆正常行驶工况条件，以总加权柔度最小为目标，以体积分数为约束，对步骤(1)建立的拓扑优化模型进行拓扑优化，形成电池箱内部梁结构及外部固定结构。4.如权利要求3所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(3)具体包括，在步骤(2)基础上，采用梁单元模拟步骤(2)中优化形成的电池箱内部梁结构，以质量最小为目标，以一阶模态频率为约束建立形状优化模型，进行形状优化，确定电池箱内部梁的截面尺寸。5.如权利要求4所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(4)具体包括，在步骤(3)基础上，采用壳单元模拟，以车辆正常行驶工况条件下的应力为约束，对步骤(3)优化确定的电池箱内部梁的截面尺寸进行自由尺寸优化，确定电池箱内部梁各部位的厚度尺寸。6.如权利要求5所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(5)具体包括，在步骤(4)基础上，根据步骤(1)-(4)确定电池箱结构的外部固定方式和内部梁结构形式，以一阶模态频率为约束对焊点进行拓扑优化，确定电池箱内部梁焊点数量和布置方式。7.如权利要求6所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(6)具体包括，在步骤(5)基础上，以一阶模态频率为约束对电池箱拓扑优化模型中的箱盖进行形貌优化，确定电池箱箱盖布筋形式。8.如权利要求7所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：步骤(7)具体包括，应用OSSmooth模块将电池箱结构优化设计结果解释成CAD模型，导入CAD软件做电池箱内部附件固定结构的设计、电位结构的设计以及绝缘防护结构的设计。9.如权利要求8所述的电池箱结构优化设计方法，其特征在于：所述电池箱内部附件固定结构的设计包括在优化设计的电池箱结构的基础上进行线束、电器元件和热管理部件的固定结构设计。2CN109344442A说明书1/3页电池箱结构优化设计方法技术领域[0001]本发明涉及锂电池设计技术领域，特别是涉及一种电池箱结构优化设计方法。背景技术[0002]以纯电动以及复合动力为主的新能源汽车由于具有低碳、环保、节能的特点，在现代汽车领域具有广阔的应用前景。在新能源汽车中，电池箱是最主要的动力来源，同时也为众多的电动辅助系统提供能量。因此，电池箱的可靠性、耐久性、安全性和工作效率指标将直接关系到车辆动力性能。设计电池箱结构的时候，工程师往往在同时保证高能量密度和安全可靠性两方面陷入困境，此时，就需要应用“分析驱动设计”的产品正向开发设计策略，进行结构优化设计，寻求即安全可靠又能满足高能量密度的电池箱结构形式。[0003]目前，优化技术用于指导电池箱结构设