电池包挂载点对汽车性能的影响分析
摘要:作为纯电动汽车的主要动力源的电池包,其开发在纯电动汽车开发伊始就受到汽车主机厂和零部件供应商的重视,对动力电池包的研究也越来越广泛和深入.文中通过对某款电池包与车身不同数量和位置挂载点时汽车相关性能的分析,进行优化得到能满足性能需求的最优的电池包挂载点方案,为电池包与车身挂载点的优化提供参考。关键词:汽车;纯电动汽车;电池包;挂载点;汽车性能随着汽车产业电动化、智能化、网络化时代的到来,新能源汽车尤其是纯电动汽车的产销量和市场份额逐步上升[１].纯电动汽车的动力主要来自动力电池,不同类型和容量动力电池的选取和使用对纯电动汽 车 的 续 航 里 程、质 量、安 全、耐 久 性 能 和NVH(噪声、振动、声振粗糙度)性能有较大影响,电池包与汽车的连接方式对汽车的相关性能也有重要影响[２].本文对电池包与汽车车身挂载点数量和位置对汽车性能的影响进行分析,提出电池包与车身挂载点优化方案。电池包作为纯电动汽车的重要组成部件,其与汽车车身、底盘的连接方式对汽车的相关性能有着重要影响.目前在“电芯→模组→电池包”三级装配模式和“电芯→电池包”二级装配模式下都是由电池包与车身 进 行 连 接,两 种 装 配 模 式 分 别 见 图 １ 和图某款电池包与车身共有３０个挂载点(见图３),为进一步优化电池包与车身的挂载点数量,对中间位置的挂载点数量进行优化.如图３所示,电池包与车身中间位置的挂载点有 ６ 个,分别为 １３、１４、１６、１７、１８,分别考虑中间有６个、２个和无挂载点的情况进行分析.中间不同数量挂载点的工况见图４,电池包周边与车身的连接方式和挂载点数量不变。不同数量电池包挂载点会对整车的座椅模态、路噪、扭转刚度、座椅连接点静刚度、电池包挂载点静刚度、碰撞（正碰/侧碰）模组倾入量及成员保护等性能产生影响,分别从 NVH 性能、耐久性能和安全 性能维度对减少挂载点的整车进行分析,确认不同 数量挂载点对汽车性能的影响。按照中间６个、２个和无挂载点工况进行分析, NVH 性能、耐久性能和安全性能仿真分析结果见 表１。从表１可看出:中间６个挂载点工况时,汽车的NVH 性能、耐久性能和安全性能最优;其次是中间２个挂载点工况,此时除 NVH 性能中后排路噪、耐久性能中电池包挂载点静刚度、安全性能中成员保护不达标外,其他性能指标均满足要求;中间无挂载点工况最差.因此,选取中间２个挂载点工况进行优化,并对优化方案进行对比分析.针对中间２个挂载点工况时后排路噪、电池包挂载点静刚度、成员保护不达标的问题,在电池包不做改动的条件下,从车身端进行优化方案设计,通过优化前座椅前横梁、前座椅后横梁及中地板横梁,使其达到目标要求。优化方案如下:１)在原来的基础上增加左右２个支架,用于与门槛端和中通道端搭接.２)厚度由之前的１．０mm 增加至１．４mm(见图５).该优化方案能提升汽车的安全性能。优化方案如下:将原来的分体式横梁改为贯穿一体式横梁,厚度保持不变,仍为１．５mm(见图６)。优化方案如下:１)在中地板横梁上增加一个加强板.２)厚度改为１．４mm(见图７).该优化方案能提升汽车的 NVH 性能和耐久性能.按上述优化方案对整车数据进行更新后,对汽车的 NVH 性能、耐久性能和安全性能进行仿真分析,分析结果见表２。从表２可看出:中间２个挂载点优化后,汽车的NVH 性能、耐久性能和安全性能均满足目标要求,证明优化方向正确,优化方案有效。(１)对电池包与车身不同数量和位置挂载点的 分 析结果表明,挂载点数量和位置对汽车的NVH料.系统技术支持人员拥有所有权限,对于评估系性能、耐久性能和安全性能有重要影响. (２)对车身端进行优化设计,能使汽车的 NVH 性能、耐久性能和安全性能满足目标要求。作者单位：(武汉路特斯科技有限公司,湖北 武汉 ４３０１００)
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首次发布时间：2023-07-03
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