純電動(dòng)汽車蓄電池在汽車碰撞事故中的力學(xué)安全性分析.pdf

1、良好的汽車被動(dòng)安全性能夠在汽車碰撞事故中對(duì)汽車本身和乘員起到有效的保護(hù)作用。電動(dòng)汽車的被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)可以借鑒傳統(tǒng)燃油汽車，但也有自己的特點(diǎn)：蓄電池作為電動(dòng)汽車重要的部件，是電動(dòng)汽車被動(dòng)安全必須考慮的環(huán)節(jié)。
　　本文首先探討了有限元方法求解沖擊動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵理論，為高效的網(wǎng)格劃分提供了理論依據(jù)。研究?jī)?nèi)容包括沖擊問(wèn)題求解控制方程的數(shù)值求解形式、接觸非線性、材料在沖擊碰撞問(wèn)題中的本構(gòu)模型等問(wèn)題。在本文的具體仿真中，對(duì)焊點(diǎn)模擬、顯式算法

2、的步長(zhǎng)控制、單元選擇、沙漏控制等問(wèn)題也進(jìn)行了探討。
　　本文著重建立了高效的整車有限元模型，用于進(jìn)一步的正面碰撞仿真分析。首先，我們通過(guò)對(duì)純電動(dòng)汽車白車身進(jìn)行力學(xué)簡(jiǎn)化，重點(diǎn)考慮車身前部吸能結(jié)構(gòu)和碰撞力傳遞路徑，建立了電動(dòng)汽車整車模型。然后，通過(guò)單元類型選擇，單元尺寸和形狀控制，焊點(diǎn)仿真定義，接觸類型定義等工作建立了整車有限元模型。整車碰撞仿真時(shí)間被控制在了一小時(shí)以內(nèi)。最后，按照中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP）中正面100％重疊的剛

3、性墻碰撞試驗(yàn)工況，對(duì)模型進(jìn)行了碰撞仿真。最終得出了與試驗(yàn)數(shù)據(jù)較為吻合的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了整車有限元模型的有效性。
　　基于有效的整車有限元模型，本文進(jìn)一步研究了蓄電池在汽車碰撞過(guò)程中的力學(xué)安全性問(wèn)題。一方面，我們重新設(shè)計(jì)了蓄電池架結(jié)構(gòu)：通過(guò)增加蓄電池架斜拉桿的方法優(yōu)化蓄電池架應(yīng)力分布，有效限制了蓄電池在汽車碰撞過(guò)程中的翻滾和位移。另一方面，我們將熱成型鋼應(yīng)用于前縱梁擴(kuò)展部分，有效防止了結(jié)構(gòu)在汽車碰撞過(guò)程中過(guò)大的壓潰和彎曲變形。仿