[發明專利]一種提取純電動卡車電池包支架結構道路載荷譜的方法

在審

• 申請號: 201910409489.0
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110119577A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 葛文韜;段龍楊;黃暉;劉洲;邱星;余顯忠;陳為歡
• 申請（專利權）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于新能源汽車領域，具體涉及一種純電動卡車電池包支架結構的道路載荷譜的方法。該方法基于多體動力學原理，建立了由七通道虛擬試驗臺、電池包支架及整個車架組成的剛柔耦合多體動力學模型，以試驗場采集的電池包支架加速度為目標響應信號，采用虛擬迭代方法，反求得到了虛擬試驗臺與車架各個作動器的力邊界，即電池包支架疲勞分析的道路載荷譜。基于所得到的載荷譜，分析了電池包支架結構的疲勞壽命。此方法保證了純電動卡車電池包支架結構的疲勞分析與實車試驗場道路耐久試驗的關聯性，解決了傳統方法無法對電池包支架結構疲勞壽命量化的問題，有效地縮短了開發周期，降低了開發成本。

技術領域

本發明屬于新能源汽車領域，具體涉及一種純電動卡車電池包支架結構的道路載荷譜的方法。

背景技術

隨著我國經濟水平和汽車工業的飛速發展，汽車數量也隨之快速增長，日益普及的汽車在給生活帶來便利和推動社會進步的同時也帶來了嚴重的環境污染和能源緊缺等問題。研發高效節能和低排放的純電動汽車是解決上述問題的必經之路，因此國內外各車企都在加大對純電動汽車的研發投入，純電動汽車已然成為汽車工業未來發展的趨勢。

電池包是純電動卡車上質量最大的零部件，而電池包支架是將電池包連接至車架的關鍵部件，在車輛行駛過程中，電池包支架在路面不平的激勵下，需要承受反復的彎曲及扭轉交變載荷作用，易發生疲勞失效，因此需要對其進行疲勞分析。

目前，對電池包支架結構進行疲勞壽命分析的方法是靜強度分析法、基于國標的定頻振動分析法和基于國標的穩態隨機振動法，存在以下局限性：

(1)與實車道路耐久性試驗無關聯性，所獲得的載荷邊界存在過強或不足的風險；

(2)只能計算出電池包支架結構的薄弱區域，無法計算其準確的疲勞壽命，如若電池包支架在整車道路試驗中出現失效情況，則需要通過設計變更和整車道路耐久試驗的方法來解決,延誤了整個項目的時間節點，進而極大的削弱的產品的競爭力。

發明內容

基于上述情況，本發明提供一種提取純電動卡車電池包支架結構道路載荷譜的方法。該方法基于多體動力學原理，建立了由七通道虛擬試驗臺、電池包支架及整個車架組成的剛柔耦合多體動力學模型，以試驗場采集的電池包支架加速度為目標響應信號，采用虛擬迭代方法，反求得到了虛擬試驗臺與車架各個作動器的力邊界，即電池包支架疲勞分析的道路載荷譜。基于所得到的載荷譜，分析了電池包支架結構的疲勞壽命，分析結果顯示其壽命能夠滿足疲勞性能要求。此方法保證了純電動卡車電池包支架結構的疲勞分析與實車試驗場道路耐久試驗的關聯性，解決了傳統方法無法對電池包支架結構疲勞壽命量化的問題，有效地縮短了開發周期，降低了開發成本。具體技術方案如下：

(1)電池包支架結構試驗場加速度信號采集：在試驗場壞路路面對車架及電池包支架結構的關鍵區域進行加速度信號采集，獲取第(4)步驟虛擬迭代的目標響應信號，并對加速度信號進行去漂移、去毛刺及濾波處理；

(2)電池包支架結構有限元模型建立及模態對標分析：建立電池包支架及整個車架構成的有限元模型，并與實測模態進行對標；

(3)電池包支架結構多體動力學模型建立：將電池包支架及整個車架構成的有限元模型與七通道虛擬試驗臺裝配在一起，組成電池包支架的剛柔耦合多體動力學模型；

(4)電池包支架結構虛擬迭代：針對第(3)步驟建立的剛柔耦合多體動力學模型，以試驗場采集的電池包支架加速度為目標響應信號，通過虛擬迭代，使模型收斂且仿真信號與試驗場測得的目標響應信號一致；

(5)電池包支架結構道路譜載荷提取：以最后一次虛擬迭代所獲得的虛擬迭代臺的位移激勵為輸入條件，驅動整個多體模型進行仿真分析，獲得虛擬試驗臺各個作動器的力邊界，得到了電池包支架結構疲勞壽命分析的載荷邊界；