拓扑优化动力电池轻量化箱体设计

摘要

动力电池是电动汽车关键重要部件,是电动汽车能量储藏的载体;其振动性能关系到整车安全,其重量及能量密度关系到整车动力性经济性等指标.拓扑优化作为有效的CAE优化方法使用,对结构设计指导意义明显.在某动力电池箱体结构设计中,采用Altair拓扑优化方法OptiStruct对箱体进行优化.模态最大化分析一阶模态频率可提高至原结果2.03倍,重量最小化设计空间材料剔除率83.8％;对单根梁截面的拓扑优化也具有较大参考价值.根据箱体拓扑优化分析结果重新设计后,整包模态由44.60Hz提高为56.48Hz,模态优化提高11.88Hz,满足高于50Hz的要求;梁截面优化后电池箱体梁框架重量由54.31kg降低至39.56kg,降重27.2％,且模态仅降低4.43Hz至52.05Hz,满足50Hz设计指标前提下避免了保留过大的设计冗余,更好的提高了电池系统能量密度.