[發明專利]輕量化電池機箱外殼設計方法

在審

• 申請號: 202010841364.8
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112035972A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 甘燚杰;王敏;何俐鵬;葉天云;余保衛;郭英;喬建麗
• 申請（專利權）人: 杭州微慕科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/04;G06F111/06;G06F119/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 杜海東

本發明公開了一種輕量化電池機箱外殼設計方法，包括如下步驟：建立參數化的電池機箱外殼模型數據庫，電池機箱外殼模型的結構包括擠出件金屬殼構成的輕量化單元體，并對不同材料、形狀、尺寸及組合方式下的輕量化單元體進行模態性能分析、強度性能分析及電芯熱膨脹性能分析，建立參數化結構與各性能的對應關系；模擬真實工作情況，對電池機箱外殼模型進行有限元分析，得到有限元性能分析結果；調整材料、形狀、尺寸及組合方式，得到優化后的模態、靜態位移、質量、應力和柔度；采用電池機箱外殼制造方法，制得輕量化電池機箱外殼。本發明流程清晰，操作簡單，可提高輕量化效率，輕量化效果好，兼顧各項性能，且無需重復性搭建仿真模型和制樣。

技術領域

本發明涉及電池制造技術領域，尤其涉及一種輕量化電池機箱外殼設計方法。

背景技術

隨著國家對新能源電池技術的支持及其發展，企業對電池包的性能及安全要求越來越高。輕量化技術作為一項減重降本技術，可降低電池包整體重量，提高續航能力，降低企業生產制造成本。

現有的電池機箱外殼，多采用鋁擠成型機箱外殼，一般是單純依靠結構部門憑借工程師經驗直接設計，開發周期較長，而且為了保證機箱外殼的機械性能要求并達到最佳的輕量化效果，往往需來回反復制樣，造成成本及周期不可控的問題。故而，流程繁瑣，效率較低，易影響項目周期；同時來回修改，減重集中點過于單一，一般僅適用于單一工況，多工況時無法同時兼顧，反復制樣成本過高，最終達到的輕量化效果往往不是最佳的，輕量化投入成本高而最終效益成果不佳。

發明內容

本發明提出一種輕量化電池機箱外殼設計方法以解決上述技術問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種輕量化電池機箱外殼設計方法，包括如下步驟：

步驟101：建立參數化的電池機箱外殼模型數據庫，電池機箱外殼模型的結構包括擠出件金屬殼構成的輕量化單元體，并對不同材料、形狀、尺寸及組合方式下的輕量化單元體進行模態性能分析、強度性能分析及電芯熱膨脹性能分析，建立參數化結構與各性能的對應關系；

步驟102：模擬電池機箱外殼的真實工作情況，對電池機箱外殼模型進行有限元分析，得到有限元性能分析結果；

步驟103：根據所述有限元性能分析結果，針對電池機箱外殼不同區域對輕量化模態性能、強度性能及電芯熱膨脹性能的差異要求，調整參數化單元體結構的材料、形狀、尺寸及組合方式，得到優化后的模態、靜態位移、質量、應力和柔度；

步驟104：根據所述優化后的模態、靜態位移、質量、應力和柔度所對應的材料、形狀、尺寸及組合方式，采用電池機箱外殼制造方法，制得輕量化電池機箱外殼。

作為優選，所述步驟101中的參數化的電池機箱外殼模型包括通過三維建模軟件正向建模和/或逆向工程得到的電池機箱外殼模型結構。

作為優選，所述步驟101中，所述尺寸包括長度、寬度和厚度。

作為優選，所述步驟101中，對不同材料、形狀、尺寸及組合方式下的輕量化單元體進行模態性能分析、強度性能分析及電芯熱膨脹性能分析時，將輕量化單元體進行對稱式分段，每一段材料、形狀、尺寸分別進行分析，同一段擠出方向上厚度一致。

作為優選，各分段的長度均大于或等于5mm。

作為優選，所述輕量化單元體分為N段，則各個分段的厚度Hi滿足1mm≤Hi≤10mm，其中i、N均為正整數且1≤i≤N。

作為優選，所述步驟101中的擠出件金屬殼為長方體的擠出件鋁殼。

作為優選，所述步驟104中的電池機箱外殼制造方法，是指鈑金折彎沖壓、開模制造或鋁擠出。