车载电池包壳体力学性能分析与轻量化设计

电池包壳体作为电动汽车的核心组成部分,起到支撑和保护电池包的作用,其整体结构的强度直接影响电动汽车的安全行驶。对电动汽车电池包壳体进行了静态、动态及模态分析。静态分析表明,电池包壳体的应力较小,远小于材料的屈服强度,电池包壳体箱底厚度设计过于保守。动态分析是在汽车极限工况下获得电池包壳体的应力和位移的分布,结果表明最大位移位于箱底。针对不同振动源下电池包壳体的振动响应特性进行态分析,结果表明针对不同路面和工况电池包壳体的前6阶模态主要表现为电池包壳体上箱盖的局部振动,频率在安全范围之内。在此基础上,对电池包壳体进行了结构优化,在电池包壳体满足强度和刚度的条件下,优化后的电池包壳体重量减少了25.54％,达到了轻量化的设计目的。     

基于灵敏度分析的某纯电动车白车身轻量化研究

纯电动汽车迎来快速发展时期,但限于电池包的质量,电动汽车续航里程的提升存在一定限制.文中以某纯电动汽车白车身为研究对象,建立了基于刚度和模态的灵敏度仿真分析模型,以白车身质量最小为目标,通过计算获得了设计变量对于目标的灵敏度值.基于灵敏度分析结果,结合工程经验,制定出合理的车身轻量化方案,在性能不明显降低的基础上实现白车身减重6.2 kg,为开发过程中进行纯电动汽车车身轻量化提供参考.     

基于燃油车改造电动车的悬架系统设计与仿真

当前,石油资源短缺和气候变暖已经成为全世界面临的共同挑战和课题。2011年底,一汽丰田技术开发有限公司开始研发纯电动汽车产品。第1款产品"朗世E50"已于2013年度在上海国际车展展出。第2款纯电动车型(项目代号A)于2014年底启动:以第11代卡罗拉燃油车为原型车,搭载某公司动力总成和电池包;以卡罗拉混合动力车型的整车性能水平作为开发目标,重新调校前后悬架部品特性,从而优化了整车操稳性和平顺性。详细介绍了该项目悬架系统各部品的调教方案,并通过Simulink仿真验证了整车平顺性的达成水平。     

电动汽车电池包箱体及内部结构碰撞变形与响应分析

目前关于电池包碰撞安全性问题研究较少,且大多的关注点在于电池包箱体及电池包安装位置,无法清楚地了解电池包内部的安全性.针对这一问题,文中结合一款实例电池包的开发,建立了考虑电池包内部电池单体、触点、固定装置以及电池包内架等的精细化结构模型,从变形量和加速度两个角度、电池包整体和内部结构两个层面对电池包碰撞结果进行分析,探讨了电池包在碰撞过程中箱体及内部结构的变形与响应规律。结果表明,电池包撞击侧吊耳、内架、螺钉和电池模组均发生了不同程度的变形,电池触点及附属构件安装点处加速度峰值过大.     

电动汽车动力电池组热管理系统研究

相比较传统燃油汽车,电动汽车具有更加高效、更加清洁的优点。电动汽车工作性能的好坏很大程度上取决于电池的工作性能。温度作为影响电池工作性能的重要因素,对电动汽车的使用性和安全性有着非常大的影响。在简要归纳动力电池组热管理必要性和系统功能的前提下,从电池最优工作温度范围、热场计算、温度传感器布置、风机功率选择和电池包设计等几个方面介绍了动力电池组热管理系统的设计要点,并对不同冷却方式进行对比分析,为后续研究提供参考。     

热管在新能源装置电池包的热管理研究

为保障新能源电池的安全、高效运行和长循环寿命,需要对电池包进行有效热管理.利用高导热性的热管制备了散热装置来对锂离子电池包进行热管理,并在电池循环充放电条件下,研究3种散热方式的热影响规律.结果表明,热管散热装置能有效降低电池包的温度,同时减小电池包内各个电池间的温差;与自然对流散热条件相对比,在强制对流条件下加装热管散热装置能将电池包内最高温度从78.1℃降低到48.6℃,电池包内外电池间的温差也保持在2.5℃以下.     

电动汽车动力传动系统评价体系参数

讨论了电动汽车动力传动系统传统的评价指标,指出动力性评价指标仅仅反映电动汽车的一种极限能力,与实际使用工况无关.基于各主要部件在不同工况下效率不同这一事实,提出了"能量效率区间利用率"和"能量效率发挥程度"的概念,给出了计算区间加权效率的准加权法.然后,从能量利用的角度出发,提出"驱动能量效率"和动力传动系统"综合评价指标",建立了电动汽车动力传动系统合理匹配评价体系.最后,对某型号电动汽车的评价参数进行了分析和计算.     

电动公交车关键技术取得突破绿色公交奥运上路

"十五"期间,我市电动汽车研发工作走在全国前列,市科委设立了"电动汽车重大专项",支持我市电动汽车整车及动力电池等关键部件的开发及转化,共投入专项资金2700多万元。组建了"天津清源电动车辆有限公司",并成立了"天津市电动车辆研究中心",开发出夏利系列和QY系列的各类纯电动、混合动力的轿车和大客车。所支持单位全部成功进入国家电动汽车研发的总体布局,使我市成为我国纯电动汽车研发的最重要基地。清源公司开发并生产的幸福使者纯电动轿车实现了我国电动汽车的首次出口,目前已累计出口美国513辆。电动汽车产业化基地也在开发区西区奠基,市科委将通过创新专项资金给予支持。该产业化基地将建成一条电动汽车动力总成生产线,形成年产电动汽车动力总成3万套的能力,能够覆盖纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车所需的动力总成;建成一条纯电动汽车柔性总装线,形成年产纯电动汽车2万辆的能力,年产值超过亿元。2002年,我市被科技部批准成为电动汽车示范运行城市,成为6家国家级电动汽车示范运行城市之一。目前已有14辆纯电动轿车在天津市内进行运行示范,示范总里程已超过10万千米。在此次基础上,我市拟安排35辆自主开发的混合动力电动大巴在8路和900路进行示范。为落实市政府优先发展公交战略,迎接奥运、改善本市市容环境及客运交通状况的重要举措,我市将开辟4条由电动公交车组成的公交线路。其中在中心城区开辟3条、在滨海新区开辟1条。投入近百辆、单车价值百万元的新型电动公交车。该车为10至12米的空调车,具有安静、环保、"零排放"的"绿色汽车"特征,最高时速可达80千米。     

圆柱型Ni-MH电池包浸液冷却设计及分析

随着国家对环保的越发重视,节能与新能源汽车的车型和产量急剧增加,对动力电池包的防护等级和使用寿命的要求越来越高。而电池的使用寿命与所处的温度有很大关系,温度适中,其寿命越长,温度越高寿命越短。本文主要研究圆柱型镍氢电池的电池包设计方案,新开发一种全新的使用浸液冷却的电池包,通过对浸液电池的性能测试,部件的结构设计,热仿真设计及台架和第三方测试验证,有效控制电池温度和提高电池包的防护等级,方案可行,对镍氢电池包后续使用浸液散热提供依据和指导。     

液冷动力电池低温加热系统设计研究

针对动力电池在低温环境下无法直接进行充电的问题,以液冷动力电池系统为研究对象,在大量动力电池充放电数据的基础上,结合动力电池的低温加热和保温需求,构建了液冷动力电池包低温加热和保温系统,设计了动力电池的充电和加热流程.根据传热学原理,结合动力电池生热计算理论公式,建立了动力电池的生热仿真计算模型,利用仿真计算工作来模拟分析动力电池低温加热系统的加热效果.通过在NEDC循环工况下的仿真和试验,验证了液冷结构动力电池包低温加热系统很好地满足了动力电池包低温环境下的加热和保温要求,具有良好的应用性.     

基于随机Petri网的个人碳交易机制下电动汽车采纳行为演化研究（英文）

环境问题的日益紧迫与企业碳交易试点的快速推进预示着个人碳交易机制(Personal Carbon Trading, PCT)有望在未来落地,这将极大地影响消费者的绿色意识与行为决策.本研究构建随机Petri网(SPN)模型,以分析PCT机制下居民电动汽车采纳行为的演化过程,并定量地探讨环境意识和PCT机制对电动车采纳行为的影响作用.PCT的"总量控制"与"自由交易"的特色能显著提高消费者的环保意识,但本文结果表明,这对现阶段的电动汽车采纳行为是一把"双刃剑",导致政府引入PCT机制并不一定对居民电动汽车的采纳产生正向影响.具体来说,环境意识在提高消费者为低碳产品支付溢价的意愿的同时,也引发了人们对电动车实际低碳性能和低碳出行方式的质疑.因此,政府应协调PCT政策和传统激励政策的力度,以最大限度地实现促进电动汽车产销量的目标.本研究有助于更好地理解PCT机制下居民电动汽车采纳行为的演化路径,为政府决策和电动汽车企业的产品设计和定价提供理论支持.     

中国政府继续扶持电动汽车产业

近期,罗兰贝格管理咨询公司与德国亚琛汽车工程技术有限公司联合发布“2013年第一季度电动汽车市场指数”,指数显示各主要汽车生产国政府对电动汽车补贴均有下降,而中国除外。未来五年将是中国在电动汽车产业技术发展领域赶上其他国家的关键时期。成本劣势、电池安全和电动汽车配套基础设施仍是阻碍电动汽车发展的主要瓶颈。     

纯电动客车侧碰撞有限元建模及仿真分析

以有效开展纯电动客车侧碰撞仿真为目标,建立了纯电动客车BK6122EV整车骨架、覆盖件、动力电池包有限元模型以及移动壁障有限元模型,按照碰撞法规对车体后部(后轮后)位置进行了侧后碰撞仿真,分析了电动客车车身、动力电池包在碰撞过程中的变形情况,评价了动力电池包在碰撞过程中的安全性,指出了电池箱门骨架刚度小、电池模块固定能力差、碰撞区侧围骨架缓冲吸能能力弱等影响安全性的缺陷.      

不同低温下的电动车余热回收性能

研究了余热回收技术在-10,-5,0℃下电池包加热的性能差异,并与传统加热方式进行了热管理性能和能耗的对比分析。基于国内某款商用电动车的整车热管理架构,提出了一种创新性的余热回收系统,能够显著降低热管理系统能耗。为此,基于一维热管理分析软件KULI,建立了余热回收模式下的电驱电控及电池包热管理系统模型,并建立了基于规则的控制策略,实现对散热风扇、冷却水泵、电控比例阀和四通道电磁阀的控制。仿真结果表明,在低温环境中,余热回收系统能够降低电池包用于加热自身的能耗,同时充分利用电驱电控系统产生的废热。根据仿真结果,电池包从环境温度-10,-5,0℃加热电池包到15℃,与传统加热方式热管理系统相比所消耗的能耗分别降低209.5,406.4,460.0 kJ。     

不同入口方案对圆柱锂离子电池空冷散热的影响

基于风冷的电池热管理系统具有结构简单和成本低等优点,本文利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,对由48块圆柱锂离子动力电池组成电池包的风冷散热情况进行了研究,讨论了不同入口风速、入口风温度和入口数量对电池包温度分布的影响。结果表明:随着入口风速的增加,电池模组的最高温度和最大温差降低,当入口风速大于3 m/s后,降低速度明显减小。另外,增加入口温度,可以有效降低最高温度,但是对于电池包的温差影响很小。与单入口方案相比,三入口方案的最高温度和最大温差分别降低了1.64 K和1.58 K。本研究可对电池包风冷散热的改进提供参考。     

复合电源纯电动汽车能量管理研究

以动力电池—超级电容复合电源结构的纯电动汽车为研究对象,基于模糊控制理论设计能量管理策略进行功率分配.以某电动汽车为原型,应用Cruise软件搭建复合电源电动汽车整车模型,在Simulink中开发能量管理系统,基于NEDC循环工况进行联合仿真.仿真结果表明,模糊控制分配策略能够很好发挥超级电容"削峰填谷"的作用,优化了双能量源电源系统的工作效率,满足车辆动力性能的同时,明显提升动力电池的荷电状态.基于模糊控制的能量管理策略,对电池寿命提高和车辆行驶里程提升均取得良好控制效果.     

电动汽车动力系统设计与性能仿真

动力系统决定着电动汽车的加速性能,爬坡性能和续航里程.结合电动汽车的工作原理介绍了电动汽车动力系统参数设计方法,具体包括电机设计、传动系统设计和电池组设计.以某电动汽车为例开展了动力系统参数设计.建立了基于ADVISOR的电动汽车性能仿真模型.对电动汽车的加速性能、爬坡性能和续航里程进行了仿真.仿真结果表明:该电动汽车0~96.6km/h的加速时间为7.1s,最大爬坡度为28.4%,续航里程为142km,动力性能指标满足设计要求.     

中国电动汽车技术新进展

介绍了中国政府在发展电动汽车方面实施的政策、重大研究计划和取得的重要进展.通过对中国燃料电池电动汽车、纯电动汽车和混合动力电动汽车技术现状的研究,以及对电池、电机、控制器等电动汽车关键技术的进展,以及企业高校在电动汽车研发方面取得的成果的分析,指出在未来10年中混合动力电动汽车将会迅速发展,但远景并不乐观.其中,充电式混合动力电动汽车更具有发展前途;虽然燃料电池电动汽车有很好的应用前景,但受到价格的约束,因此近20年内不太可能大规模进入市场;纯电动汽车有着广阔的发展前景,而其中的微型电动汽车更适合中国的国情.     

电动汽车购买意愿的离散选择分析

探索了消费者对电动汽车购买选择行为的影响因素.研究采用意向调查方法,通过设置电动汽车的不同属性(价格、补贴政策、续航里程和充电方式)和水平来获取郑州市民购买电动汽车意愿的行为数据.应用离散选择模型,分析意向数据,建立电动汽车购买意愿的二元logit模型.研究发现:电动汽车的购买价格、政府补贴、续航里程和充电方式均是影响消费者购买的重要因素;男性消费者更容易接受电动汽车;年龄越大的消费者选择电动汽车的倾向越大;驾龄为0~4年的人群较之驾龄为4年以上的人群,选择电动汽车的概率较小;注重电动汽车性能的消费者选择电动汽车的态度更为保守.     

基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算

为了提高纯电动汽车的续驶里程估算精度,降低因电动汽车续驶里程估计不准确而出现的"里程焦虑",提出一种基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算方法。首先,以纯电动汽车的整体性能分析为基础,将汽车续驶里程估算中电池循环使用时长问题,通过卡尔曼滤波算法转化为代价函数逼近最小值问题,确定电池循环使用寿命。其次,通过计算电池组剩余能量和已行驶里程,计算出纯电动汽车单位里程能耗;最后,计算出纯电动汽车循环工况续驶里程。实验结果表明,采用该方法对纯电动汽车续驶里程进行估算准确性较高,估算误差最低为2. 5%,提高了对纯电动汽车续驶里程的估算精度。