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机械外力下动力电池包的系统安全性分析与评价 被引量:24
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作者 李志杰 陈吉清 +1 位作者 兰凤崇 郑文杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期137-148,共12页
动力电池包是一个复杂系统综合体,对复杂系统而言仅考虑组件的可靠安全性并不能保证其系统的安全性,迫切需要从系统层面分析评价动力电池包的安全性。运用复杂系统安全理论结合电动汽车实际工况,提出基于整体精细化模型可量化、层次化... 动力电池包是一个复杂系统综合体,对复杂系统而言仅考虑组件的可靠安全性并不能保证其系统的安全性,迫切需要从系统层面分析评价动力电池包的安全性。运用复杂系统安全理论结合电动汽车实际工况,提出基于整体精细化模型可量化、层次化的动力电池包系统安全性评价。保证单体锂电池模型精细化的情况下,从正碰、侧碰、振动冲击三种常见工况对动力电池包进行仿真分析,采用层次分析(AHP)和模糊综合评价(FCE)相结合的方法对影响动力电池包系统安全的关键因素指标进行综合性安全评价。结果表明动力电池包系统安全性等级较低,安全性能较差。所提方法可为动力电池包正向结构设计和系统安全改善等工作提供参考。 展开更多
关键词 动力电池包 复杂系统安全 精细化模型 评价方法
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采用相变材料冷却的动力电池组的散热性能 被引量:23
2
作者 张国庆 饶中浩 +1 位作者 吴忠杰 傅李鹏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期23-26,40,共5页
使用石蜡/石墨相变复合材料设计了单体电池和电池组,开展了动力型镍氢电池组散热的实验。通过测定电池在不同电流下放电过程中的温度变化,研究和比较了分别采用相变冷却技术与空气换热冷却技术的电池散热效果;并初步优化了石蜡/石墨复... 使用石蜡/石墨相变复合材料设计了单体电池和电池组,开展了动力型镍氢电池组散热的实验。通过测定电池在不同电流下放电过程中的温度变化,研究和比较了分别采用相变冷却技术与空气换热冷却技术的电池散热效果;并初步优化了石蜡/石墨复合相变材料的质量配比。实验结果表明,在1C放电倍率下,采用相变材料冷却相对于空气自然和强制对流冷却,电池温升分别降低14~18℃以及9~14℃。石蜡与石墨质量配比在4∶1时,电池组冷却效果达到最佳。相变材料填充的电池经过充放电循环后,电池性能没有显著劣化。 展开更多
关键词 相变材料 动力电池组 散热 石蜡 石墨复合材料
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基于某款纯电动汽车的动力电池包结构设计及优化 被引量:20
3
作者 谢晖 孙延 王杭燕 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期88-96,共9页
首先针对某款纯电动汽车的高强钢电池包进行了结构改进设计和轻质合金材料替换,提高了结构在安全和散热方面的性能,且电池包体的轻便性也得以改善;然后采用有限元仿真分析方法检验了其静态性能,并在现有设计基础上进行了细节拓扑优化和... 首先针对某款纯电动汽车的高强钢电池包进行了结构改进设计和轻质合金材料替换,提高了结构在安全和散热方面的性能,且电池包体的轻便性也得以改善;然后采用有限元仿真分析方法检验了其静态性能,并在现有设计基础上进行了细节拓扑优化和全局尺寸优化,同时根据优化数值的分布趋势,引入载荷比概念,分析得到了不同设计件在参数化设计中的取值规律;最后基于仿真与试验分析,验证了新结构的强度和刚度性能。新设计在保证电池包最大变形小于1 mm的同时,完成了电池包结构12.3%的轻量化,整车续航里程进而提升11.1%。 展开更多
关键词 动力电池包 改进设计 轻量化 多目标优化 载荷比
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纯电动汽车动力电池包结构轻量化设计 被引量:19
4
作者 王品健 谢晖 王杭燕 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2019年第12期29-33,共5页
为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%... 为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%,且动态性能得到明显改善。对优化后的电池包实体进行安全性能测试,结果表明,电池包各项安全性能指标均满足国家标准要求,优化设计方案具有可行性。 展开更多
关键词 动力电池包 轻量化设计 CAE 轻质材料 安全性能
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纯电动客车侧碰撞有限元建模及仿真分析 被引量:19
5
作者 王震坡 王越 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期266-270,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 纯电动客车 侧碰撞 动力电池包 有限元仿真
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电动汽车动力电池包结构设计分析研究进展 被引量:12
6
作者 陈南 李兵兵 《机械制造与自动化》 2022年第1期1-6,10,共7页
动力电池包是电动汽车的核心模块之一,有严格的安全性和轻量化的要求,必须通过规范的结构分析和优化来实现。简述动力电池包发展现状、总装结构设计要点以及结构设计流程,总结其结构动力学分析和温度场仿真模拟的研究进展,明确指出建立... 动力电池包是电动汽车的核心模块之一,有严格的安全性和轻量化的要求,必须通过规范的结构分析和优化来实现。简述动力电池包发展现状、总装结构设计要点以及结构设计流程,总结其结构动力学分析和温度场仿真模拟的研究进展,明确指出建立精细化有限元模型、进行温度场模拟的电池包动力学性能分析与结构优化是进一步提高电池包研发水平的重要方向。 展开更多
关键词 动力电池包 结构设计 动力学分析 温度场仿真
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基于直流道液冷板的动力电池冷却性能仿真 被引量:12
7
作者 蔡森林 魏名山 +1 位作者 宋盼盼 魏洪革 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期380-385,共6页
为了改善某商用车动力电池组的散热能力,降低电池组冷却系统的能耗,提出了一种并联非等长直流道的液冷板结构。以方形锂离子电池组为研究对象,建立液冷式锂离子电池组冷却系统的仿真模型,对液冷板结构进行优化。结果表明:该液冷板在满... 为了改善某商用车动力电池组的散热能力,降低电池组冷却系统的能耗,提出了一种并联非等长直流道的液冷板结构。以方形锂离子电池组为研究对象,建立液冷式锂离子电池组冷却系统的仿真模型,对液冷板结构进行优化。结果表明:该液冷板在满足电池组散热能力的同时能够较好地控制液冷板压降;结构优化后的液冷板流动阻力最大降低12.5 kPa,电池组的最高温度和最大温差的最大降幅分别为0.26℃和0.27℃。调整冷却液流量和温度能够提升电池组散热能力,确保电池组在合理的温度范围内工作。 展开更多
关键词 动力电池组 电池热管理 液冷板 压降 数值模拟
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动力电池包抗振动安全性设计研究 被引量:12
8
作者 符兴锋 李罡 +2 位作者 曾维权 刘静 杨勇 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期12-15,共4页
为改善电动汽车用动力电池包的抗振动安全性,利用有限元分析方法构建了动力电池包强度、刚度和抗振动性寿命失效分析模型,以有限元仿真结果为指导,优化了电池包的内、外部结构和焊接方式。仿真和试验结果表明,优化后的动力电池包满足国... 为改善电动汽车用动力电池包的抗振动安全性,利用有限元分析方法构建了动力电池包强度、刚度和抗振动性寿命失效分析模型,以有限元仿真结果为指导,优化了电池包的内、外部结构和焊接方式。仿真和试验结果表明,优化后的动力电池包满足国家标准对电池包抗振动性能的要求,具有良好的抗振动安全性。 展开更多
关键词 动力电池包 抗振动性 失效分析 安全
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电动汽车动力蓄电池箱振动特性试验研究 被引量:12
9
作者 桑林 李志明 潘成 《电子测试》 2011年第12期1-4,共4页
动力蓄电池箱作为电动汽车能量供给的关键设备,其结构设计应在保证存放空间合理布局的基础上,满足多变运行环境和行驶工况下的机械承受、工作安全性、可靠性及使用寿命要求。本文介绍了一种与实际载荷作用等效的动力蓄电池箱振动模拟试... 动力蓄电池箱作为电动汽车能量供给的关键设备,其结构设计应在保证存放空间合理布局的基础上,满足多变运行环境和行驶工况下的机械承受、工作安全性、可靠性及使用寿命要求。本文介绍了一种与实际载荷作用等效的动力蓄电池箱振动模拟试验方法,通过改变X轴、Y轴、Z轴3个不同轴向的试验控制参数作一连串可控振动模拟,并在振动激励施加过程中完成连续放电特性测试,以确定电池箱构成部件不应引起或加剧产生的电气功能失效、结构动态位移、组件机械磨损等现象。从而积累电池箱的动力学响应数据,分析电池箱振动特性规律。 展开更多
关键词 动力蓄电池箱 振动特性 试验方法
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锂离子动力电池系统故障检测 被引量:11
10
作者 肖健夫 孙瑞 +2 位作者 闵婕 黄娟 马洋洋 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第6期736-739,790,共5页
锂离子动力电池系统的故障原因大多与单体电池的异常有关。针对故障电池组的实际运行数据,构建了电压和温度特征参数,分析其随运行时间的变化情况,通过阈值方法对异常电池进行判断。提取电池组在充电过程中单体电池的电压数据,利用充电... 锂离子动力电池系统的故障原因大多与单体电池的异常有关。针对故障电池组的实际运行数据,构建了电压和温度特征参数,分析其随运行时间的变化情况,通过阈值方法对异常电池进行判断。提取电池组在充电过程中单体电池的电压数据,利用充电电压曲线距离分析和局部离群因子(LOF)检测方法诊断不一致单体,结果表明两种方法的诊断结果一致。最后对异常电池的故障模式进行了识别。 展开更多
关键词 锂离子电池 动力电池组 特征参数 离群点检测 故障诊断
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基于疲劳损伤谱的动力电池包振动标准分析 被引量:11
11
作者 张勇 董钊志 +1 位作者 侯之超 刘瑞雪 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2020年第4期27-32,共6页
为分析动力电池包振动标准的严苛程度,提高电池包结构设计的可靠性,引入频域随机振动疲劳与疲劳损伤累计理论,同时考虑振动激励的方式、持续时间、幅值、带宽等各因素的影响,以疲劳损伤谱作为评价振动标准严苛程度的统一尺度,分别计算... 为分析动力电池包振动标准的严苛程度,提高电池包结构设计的可靠性,引入频域随机振动疲劳与疲劳损伤累计理论,同时考虑振动激励的方式、持续时间、幅值、带宽等各因素的影响,以疲劳损伤谱作为评价振动标准严苛程度的统一尺度,分别计算了国内外主流动力电池包振动标准的疲劳损伤谱,并对不同频带上各标准的严苛程度进行了分析,着重分析了动力电池包3个振动相关标准的差别,指出了其对电池包结构设计的影响。 展开更多
关键词 动力电池包 振动标准 疲劳损伤谱
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混合动力汽车动力电池组参数匹配 被引量:10
12
作者 王喜明 郭志军 +3 位作者 李忠利 高建平 李翠平 王长新 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第4期19-23,108,共5页
动力电池组参数匹配的合理程度决定着电机驱动和再生制动潜能的发挥,同时对混合动力系统成本影响明显。本文研究了混合动力系统在其他相关参数已知前提下的动力电池组参数匹配问题,建立了动力电池组参数匹配体系。基于AVL CRUISE进行了... 动力电池组参数匹配的合理程度决定着电机驱动和再生制动潜能的发挥,同时对混合动力系统成本影响明显。本文研究了混合动力系统在其他相关参数已知前提下的动力电池组参数匹配问题,建立了动力电池组参数匹配体系。基于AVL CRUISE进行了前向仿真,结果表明:所匹配的动力电池组能够很好地满足混合动力城市客车研发需求。 展开更多
关键词 动力电池组 参数匹配 动力系统 混合动力 城市客车
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一种用于低速电动汽车的锂电池管理系统研究 被引量:8
13
作者 李演明 陈忠会 +1 位作者 杨晓冰 孙尖 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期61-64,共4页
设计了一种用于低速电动汽车的高精度锂电池组管理系统。该系统采用LTC6804-2芯片实现电池组电压的采样和电池组电压的均衡,通过INA225-Q1来测量电池组的充、放电电流。此外,系统还采用STM32F103VET6作为主控制芯片对检测数据进行分析... 设计了一种用于低速电动汽车的高精度锂电池组管理系统。该系统采用LTC6804-2芯片实现电池组电压的采样和电池组电压的均衡,通过INA225-Q1来测量电池组的充、放电电流。此外,系统还采用STM32F103VET6作为主控制芯片对检测数据进行分析与处理,并通过一种改进型扩展卡尔曼滤波算法估算电池剩余电量(SOC)。经24串锂电池组充放电测试验证,单体电池电压采样精度达到±5 mV,电池组充放电电流采样精度达到±1%,均衡效果可使电池组的压差控制在±15 mV以内,电池组剩余电量估算误差在±5%以内。 展开更多
关键词 动力电池组 电池管理系统 电池均衡 电池剩余电量
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基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统设计 被引量:9
14
作者 佘世刚 胡月娥 +2 位作者 赵宇 袁峥峥 朱明亮 《计算机测量与控制》 2019年第12期57-61,共5页
组成动力电池组的单体电池不能保证各项性能完全一致,致使电池组安全运作留下隐患;为给动力电池组提供安全可靠的工作环境,实时掌握电池组工作状况,延长电池组使用寿命,设计一种基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统;系统利用传... 组成动力电池组的单体电池不能保证各项性能完全一致,致使电池组安全运作留下隐患;为给动力电池组提供安全可靠的工作环境,实时掌握电池组工作状况,延长电池组使用寿命,设计一种基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统;系统利用传感器、STC12C5A62S2单片机、无线通信技术、Matlab编辑软件进行电气量采集、数据控制处理、无线传输和显示界面设计,实现动态监测电池组的主要参数有单体电池电压和电流、电池组总电压和总电流、温度;经反复实验验证监测系统精度可高达0.2%且运行平稳可靠,可完成对动力电池组实时状态判读,出现异常状况作出在线维护指令。 展开更多
关键词 动力电池组 无线通信 传感器 在线监测 STC12C5A62S2单片机
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纯电动车动力电池包结构轻量化设计 被引量:4
15
作者 高大威 付静江 +1 位作者 王聪昌 王晶 《公路交通科技》 CSCD 北大核心 2023年第6期203-210,共8页
为了提高纯电动车的续航里程和改善动力电池包的结构安全性,以某型纯电动车的动力电池包为研究对象,建立了匹配的有限元模型并通过Z向扫频试验验证了其精度。在保证动力电池包静动态特性要求的同时,以内部的模组端板在3种典型静强度工... 为了提高纯电动车的续航里程和改善动力电池包的结构安全性,以某型纯电动车的动力电池包为研究对象,建立了匹配的有限元模型并通过Z向扫频试验验证了其精度。在保证动力电池包静动态特性要求的同时,以内部的模组端板在3种典型静强度工况下的最大应力值和最大位移量为约束,质量最小为目标函数,基于Optistruct对模组端板进行了拓扑优化设计,使其减重了11.56 kg,减重比为31.88%。再基于最优拉丁超立方试验设计方法选取40个样本点,建立了6个零部件总质量、动力电池包一阶模态频率以及弯扭刚度对经过灵敏度分析后的6个零部件厚度尺寸的三阶响应面近似模型,并通过误差散点图、可决系数和均方差进行了精度的验证。然后利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对三阶响应面近似模型进行多目标优化求解,得到了一组最优的设计变量组合,减重了3.66 kg,减重比为9.03%,动力电池包一阶模态频率提高了1.74 Hz。结合内部模组端板的拓扑优化,动力电池包总共减重了15.22 kg,总减重比为19.82%,达到了预期轻量化的目的,其中减质量和减重比仅针对模组端板和6个高灵敏度零部件。最后对优化前后的动力电池包在同工况下进行了对比分析。结果表明:优化后的动力电池包依旧满足静动态分析的要求,该优化方案具有一定的可行性。 展开更多
关键词 汽车工程 轻量化 拓扑优化 近似模型 动力电池包
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基于BP神经网络的锂电池组SOC估算 被引量:7
16
作者 贾海峰 李聪 《农业装备与车辆工程》 2020年第1期105-107,112,共4页
电池荷电状态(SOC)的精确估计是电动车辆的核心技术之一,对影响电池荷电状态的因素进行分析归纳后,采用经典反向传播神经网络(BP神经网络)算法的动力电池SOC估计方法。利用高级车辆仿真软件ADVISOR对电动汽车典型行驶工况进行模拟,得到... 电池荷电状态(SOC)的精确估计是电动车辆的核心技术之一,对影响电池荷电状态的因素进行分析归纳后,采用经典反向传播神经网络(BP神经网络)算法的动力电池SOC估计方法。利用高级车辆仿真软件ADVISOR对电动汽车典型行驶工况进行模拟,得到动力电池组电压、电流、平均温度和荷电状态数据,样本数据经归一化处理后导入神经网络模型中训练和测试,结果表明,该算法能有效提高SOC估算精度,具有较好的收敛性和鲁棒性,SOC估计误差范围能减小到4%以内,满足实际应用的需求。 展开更多
关键词 动力电池组 SOC 估算算法 预测精度
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蓄电池组全生命周期数据分析模型的应用 被引量:3
17
作者 罗志恒 陈年蔚 +2 位作者 汤晓晖 周伟昆 张永挺 《电力安全技术》 2023年第5期11-14,共4页
阐述了变电站直流系统维护工作存在的难点和痛点问题,针对传统蓄电电池组试验方法存在的被动性、滞后性,研制了一种蓄电池组维护数据的分析模型,包括蓄电池组核容测试、内阻测试数据的输入模板,通过一系列函数计算比较各变电站蓄电池组... 阐述了变电站直流系统维护工作存在的难点和痛点问题,针对传统蓄电电池组试验方法存在的被动性、滞后性,研制了一种蓄电池组维护数据的分析模型,包括蓄电池组核容测试、内阻测试数据的输入模板,通过一系列函数计算比较各变电站蓄电池组运行质量,分析研究预测蓄电池组的使用寿命,为调整维护策略和产品运行评价提供数据支撑。 展开更多
关键词 变电站 站用电源 蓄电池组 全生命周期数据分析模型 全生命周期维护数据库
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车用动力电池箱夹芯防护结构抗冲击性能仿真 被引量:1
18
作者 亓昌 崔丽萍 +3 位作者 王吉旭 裴连政 于晨 杨姝 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期194-202,共9页
针对车用动力电池箱底部冲击防护需求,提出三种具有不同芯层构型的夹芯板结构,并对其防护性能进行了数值仿真和量化分析对比。首先,建立了动力电池箱系统典型冲击工况有限元模型,仿真获得了采用均质底板的电池箱系统动态冲击响应并揭示... 针对车用动力电池箱底部冲击防护需求,提出三种具有不同芯层构型的夹芯板结构,并对其防护性能进行了数值仿真和量化分析对比。首先,建立了动力电池箱系统典型冲击工况有限元模型,仿真获得了采用均质底板的电池箱系统动态冲击响应并揭示了结构的变形吸能机理;其次,设计了以空心圆管、BRAS结构和叠层仿生鳞片为芯层的电池箱底部夹芯防护结构;进而,以电池轴向压缩量和最大轴向压缩比、防护效果参数和结构总吸能为评价指标,仿真分析了三种夹芯板的抗冲击防护性能,并与均质防护板进行了对比。最终结果表明,BRAS夹芯板具有最佳的抗冲击性能,可用于动力电池箱系统底部防护。 展开更多
关键词 车用动力电池 冲击防护 电池箱 夹芯板 电池模组 电池单体
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方形动力电池组多风道热管理研究
19
作者 白晓辉 高渊博 +1 位作者 张玉碧 刘存良 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期260-268,共9页
针对传统风冷式电池热管理系统的散热能力不足、电池组整体均温性较差的问题,提出了一种分层多风道风冷式冷却方法,采用挡风板将单风道系统分割为多风道系统,建立了多风道动力电池热管理系统。通过实验方法测量了钴酸锂电池的放电温升... 针对传统风冷式电池热管理系统的散热能力不足、电池组整体均温性较差的问题,提出了一种分层多风道风冷式冷却方法,采用挡风板将单风道系统分割为多风道系统,建立了多风道动力电池热管理系统。通过实验方法测量了钴酸锂电池的放电温升以及电阻与放电深度的关系,并针对多风道电池热管理模型进行了数值计算研究。结果表明,三风道U型热管理系统的散热效果优于其他热管理系统。当冷却空气流速为0.5 m/s时,三风道U型电池热管理系统的最高温度降低8.4 K,最大温差减小12.4 K,电池组均温性提高。当冷却空气流速为5 m/s时,三风道U型电池热管理系统的最高温度及温差均可以降低5.3 K。使电池组的最高温度和最大温差保持在合理范围内。 展开更多
关键词 方形动力电池 风冷 电池包 多风道热管理
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橡胶黏弹性对电池包密封件密封性能的影响
20
作者 丁军 索双富 +1 位作者 柯玉超 张波 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期64-67,72,共5页
动力电池包橡胶密封件密封性是关系到新能源汽车动力系统安全的关键因素之一。橡胶材料是一种典型的黏弹性材料,决定了橡胶密封件在使用过程中会发生应力松弛,进而有可能会导致密封失效。基于橡胶材料单轴压缩以及应力松弛实验,与ABAQU... 动力电池包橡胶密封件密封性是关系到新能源汽车动力系统安全的关键因素之一。橡胶材料是一种典型的黏弹性材料,决定了橡胶密封件在使用过程中会发生应力松弛,进而有可能会导致密封失效。基于橡胶材料单轴压缩以及应力松弛实验,与ABAQUS数值模拟相结合,确定橡胶材料超弹-黏弹本构模型及相关参数,对电池包密封件进行有限元分析。分析结果表明,接触压力和Von-Mises应力随着时间增加出现明显的下降;橡胶材料的黏弹特性对密封性能有显著的影响。 展开更多
关键词 动力电池包 黏弹特性 应力松弛 接触压力
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