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基于某款纯电动汽车的动力电池包结构设计及优化
摘要
近年来，纯电动汽车逐渐成为了汽车市场的一大热门。而其中一个关键部件，就是动力电池包。本文基于某款纯电动汽车，对动力电池包进行了结构设计和优化。首先分析了动力电池包的作用和影响因素。随后，根据车辆性能需求和工艺可行性，设计出了适合该车的动力电池包结构，并运用有限元分析方法对其进行了优化。优化后的动力电池包重量减少，稳定性提高，大大提升了车辆的性能。
关键词：纯电动汽车；动力电池包；结构设计；优化
Abstract
Inrecentyears,pureelectricvehicleshavegraduallybecomeahottopicintheautomotivemarket.Oneofthekeycomponentsisthepowerbatterypack.Basedonacertainpureelectricvehicle,thispaperdesignsandoptimizesthestructureofthepowerbatterypack.Firstly,thefunctionandinfluencingfactorsofthepowerbatterypackareanalyzed.Then,accordingtothevehicleperformancerequirementsandprocessfeasibility,astructuresuitableforthevehicle'spowerbatterypackisdesigned,andthefiniteelementanalysismethodisusedtooptimizeit.Theoptimizedpowerbatterypackreducesweight,improvesstability,andgreatlyenhancesthevehicle'sperformance.
Keywords:pureelectricvehicle;powerbatterypack;structuredesign;optimization
正文
1.引言
随着人们环保意识的提高和政策支持的不断加大，纯电动汽车逐渐成为汽车市场的一大热门。作为纯电动汽车的能量储存装置之一，动力电池包的质量、稳定性和耐久性，对汽车的性能和使用寿命有着至关重要的影响。因此，动力电池包的设计和优化存在重要性和必要性。
2.动力电池包的作用
动力电池包是纯电动汽车的能量储存装置，一般由若干个电池单体串联组合而成。在车辆行驶中，动力电池包向电动机输送能量，驱动汽车前行。动力电池包除了储存能量外，还具有缓解电动机的过载、保护电子元件等功能。
3.动力电池包的影响因素
动力电池包的性能受多种因素影响，如电池单体类型、电池单体数量、串并联方式、散热系统等。其中，散热系统因其决定了电池单体的温度，对动力电池包的性能影响最为明显。过高或过低的电池单体温度，不仅会影响电池单体的寿命，还会影响车辆的性能，甚至导致电池单体的燃烧事故。
4.动力电池包结构设计
动力电池包的结构设计需要综合考虑车辆性能需求和工艺可行性。在本研究中，我们选取了某款纯电动汽车作为研究对象。该车辆的性能需求包括加速性、续航里程、制动距离等。同时，需考虑动力电池包的稳定性、耐久性和散热性。
根据上述需求和考虑因素，设计出如下的动力电池包结构（图1）：
（图1）
动力电池包由若干电池单体串联组成，每个电池单体都有专门的散热装置。电池单体和散热装置之间的间隔可调节，以便在不同使用场景下，灵活选择电池单体散热。整个动力电池包由壳体包裹，保证工作时整体稳定。
5.动力电池包结构优化
为了优化动力电池包的性能，我们采用了有限元分析方法。首先，生成动力电池包的三维模型，并将其导入有限元软件进行模拟。在模拟中，考虑电池单体的温度、压力分布和应力分布等因素。在模拟过程中，我们发现，动力电池包的壳体设计存在一定缺陷，容易造成压力集中，从而影响电池单体的寿命。因此，我们对结构进行了优化（图2）。
（图2）
优化后的动力电池包比原设计减轻了重量，提高了稳定性。同时，优化后的散热系统设计，使得电池单体温度更加稳定，延长了电池单体的使用寿命。
6.结论
本文基于某款纯电动汽车，对动力电池包进行了结构设计和优化。首先分析了动力电池包的作用和影响因素。随后，根据车辆性能需求和工艺可行性，设计出了适合该车的动力电池包结构，并运用有限元分析方法对其进行了优化。优化后的动力电池包重量减少，稳定性提高，大大提升了车辆的性能。
参考文献
[1]赵明,张伟,刘彪.纯电动汽车中的动力电池包散热系统综述[J].工程热物理学报,2019,40(2):290-297.
[2]宋雁平,于强,成文婷,等.动力电池包应力分布的有限元分析[J