无模组动力电池包振动特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

电动汽车作为新能源汽车的主力军，近年来得到了迅速的发展。电动汽车动力电池包作为电动汽车的核心部件，决定了整车的续驶里程、成本、使用寿命、安全性等关键指标。为了满足电动汽车高能量密度和短时充电的迫切需求，动力电池向高度集成化发展，电池包从有模组式向无模组式发展。无模组技术可以有效提升电池能量密度、延长电池使用寿命，从而提升动力电池整体性能。车辆的振动特性对乘坐舒适性和车辆部件的可靠性具有重要的影响，因此本课题重点关注无模组动力电池包的振动特性，拟采用仿真分析的方法对其结构的振动特性进行研究，以期为动力电池包振动性能的提升提供参照。

本课题主要利用COMSOL软件研究电芯结构尺寸、电芯布置形式、边界条件设置、约束设置等对电池包振动特性（固有频率、模态振型、振动带隙等）的影响。

2. 课题关键问题和重难点

由于在本科阶段没有学习关于汽车主动振动的内容，对于知识还有欠缺，需要自行学习《机械振动基础》、《汽车振动与噪声控制》中相关振动专业知识。曾经也不曾接触到COMSOL操作及建模，在这一块也要好好的学习，对于建立无模组动力电池包结构有限元模型也没有实际的接触过。在研究过程中主要的难点是基于COMSOL软件研究电芯结构尺寸、电芯布置形式、边界条件设置、约束设置等对电池包振动特性的影响。本课题的难点在于通过有限元尺寸优化方法完成设计变量的优化，不仅要以无模组动力电池包固有频率最大化、特定振动频率带隙最大化为优化设计目标，以电芯尺寸为设计变量，以及在COMSOL上面去实现都是会碰到各种的问题。在完成论文的过程中也会遇到意想不到的难题，比如论文的格式不符合学校的要求，很难全面的去思考此次设计，语言表达不流畅导致令人难以理解等等。

3. 国内外研究现状（文献综述）

文献[1]根据广泛采用的均布模组式电池包结构，搭建均布模组热失控扩散试验平台，开展均布电池模组热失控扩散试验，分析均布模组热失控扩散行为特性和热流传递的规律。结果表明均布模组式动力电池包热失控扩散模式包括模组内热失控扩散和模组间热失控扩散。文献[1]通过电池包热失控导致的火灾事故和均布模组热失控扩散试验结果共同验证了均布模组式动力电池包的热失控典型模式。为热失控扩散的阻隔和火灾防护提供了线索和思路。

文献[2]采用catia设计了电池包上壳体，简化电池包的模型参数，根据上下非平整、紧急转弯与紧急制动工况，计算电池包上壳体的刚度和强度。可以分别确定电池包上壳体设计问题和优化方向，以及其局部加厚及局部布筋的优化方式。采用有限元方法模拟计算电池包上壳体，评估了上壳体可靠性，提供了结构优化的方案。文献[2]两种优化方式都提升了其原本固有频率。

文献[3]为对比分析电池包液冷板不同结构型式的冷却效果，基于某款混合动力乘用车的 hev 电池包架构，在相同的热仿真工况下，采用热力学分析软件对口琴管液冷板和压铸箱体搅拌摩擦焊液冷板的冷却效果进行数值仿真。文献[3]的仿真结果得出采用压铸箱体搅拌摩擦焊液冷板结构形式比口琴管液冷板能取得更好的冷却效果。混合动力乘用车的电池包液冷板结构设计提供了良好的借鉴经验。

4. 研究方案

车身质量系统、弹簧、减震器，连到地面上，地面可以看作一个输入。 任务：能不能用软件把单质量模型建立出来。学习comsol振动分析怎么做，例如我们可以假设单质量块、弹簧、减震器，搜集其他资料设置参数。

在comsol里做电池包（多层板件）或板，研究这个板的振动特性，学习模态分析怎么去做。模态分析和振动特性分析搞清楚，在振动分析模块可以看到固有频率。可以调出一个简单案例学习，查出相关文献如何做振动分析。

输出：加速度、动挠度，以及他的固有频率

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至“毕业设计管理系统”,译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。学习《机械振动基础》、《汽车振动与噪声控制》中相关振动专业知识。

第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至“毕业设计管理系统”。