平工還是很努力的^_^,假期也是在上海過的,撰寫文章如下,供各位參考
前言
在新能源、智能化高速發展的今天,車已經從單純的交通工具,逐步成為一種全新的生活方式。既然技術讓生活變得多彩,對車產品“設計”的目標和要求,就不能墨守成規,停滯不前,需要不斷的調整和創新。
動力電池系統是新能源車輛的核心部分。系統結構,又是保障其功能完整性、安全性的重要環節。從近幾年全球產品分析來看,結構設計,發展非常迅速并趨于成熟。也不乏精品出現,技術達到爐火純青。
我通過多年系統集成設計,也在不斷摸索和總結。逐漸形成用于自己設計工作的一套方法:結構“三+6”設計模式。并在多個項目中應用。取得不錯的效果。當然了,隨著認識的提高,還在不斷的總結和擴展。
本文重點介紹電池系統 “三”大結構安全性設計,并通過leaf 經典案例,把 “三+6”思想貫穿起來,便于理解。
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“三+6”模式是什么:從字面不難理解:“三”代表大結構;“6”代表功能單元小結構。主要是對電池系統眾多不同功能結構和功能特點重新梳理和定義。突出其設計要點。
“三+6”模式優點:讓設計“有的放矢”。讓功能設計“更完整”。
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“三+6”模式,讓需要“強”的地方更強:例如框架的功能安全設計。功能完整性:例如電池系統殼體設計發展,從單純的“箱子”簡單結構形式,向融合了多種特性元素的“先進殼體”進步。
“三 + 6”模式特點:理解關聯性,細分“大”結構,強化“小”結構。
下面是leaf結構爆炸圖,結構單元的復雜性可見一斑。同時,結構元素關聯性又非常強,內框架結構不僅僅要兼顧對模組的承重,還要考慮安全特性設計、支架特性設計等。所以,需要把大結構元素提煉出來,重點設計。再如IP小結構,看似小結構需求,但其設計難度很大。不單單是膠條的設計,還有多層密封結構,其密封精髓“冗余”設計(就是內護板的“牙邊”結構)、“壓縮量”密封本質,非常有特色。更需要強化設計。總之,結構關系千絲萬縷。需要把這些結構特性因素區分和歸納,突出其主要特點,兼顧其它特性。接下來,就一些結構“點”設計,進一步展開和分析:
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1)?? ?框架結構:是最重要的“三”大結構設計靈魂,重點在“安全”
在我們早期新能源車設計中,很多是在現有車身改制而成。并非正向設計。電池系統與車身結構被動配合,系統結構也多采用了“箱子”結構設計(也是簡單設計的代名詞)。通過一定厚度鋼板折彎、拼焊就完成了設計。承重功能主要依靠“厚度”解決。加上仿真也不充分,導致電池系統箱體出現開裂、支架斷裂。這種結構功能設計模糊,承重、加強、防護、等諸多功能于集于一體。很難做到安全。功能完整性也得不到保障。
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?“三”大結構,框架結構設計不同,功能定義非常明確。例如,內框架主要任務是完成模組的承載,例如可以采用1.5mm、1.8mm 中高強鋼完成;外框架結構,類似于內框架設計要求,只不過它的作用是對系統的承載,通過支架,完成和車身的裝配結合;防護面板(含下殼體防護面板、上蓋板),下殼體防護板,在內、外框架之間,沒有承載作用,只是完成對系統的防護和封閉。這時候,因為不承擔重量,板材可以做的很薄,leaf 板材厚度實測0.7mm(磨漆后)。大大減輕了系統結構重量。其上蓋板盡管板材薄,但感覺沒有變形,強度很好。這就是通過設計達到的目標。
在輕量化方面,我們做過一個計算(以約1500×1200×45mm包絡結構),采用框架結構設計后,減重可以達到約20%,更重要的是“安全性”通過結構設計而加強。真正讓設計“有的放矢”。
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(圖示有色部分為內/外框架,白色為防護板)
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