摘要：汽车动力电池包多由单体电池、模组、壳体、电器联接部件及管理系统装配成整体,在变温、振动环境下完成充放电功能。其性能的可靠和安全直接决定了电动汽车的正常运行。研究复杂电池包结构的动力学建模和分析,探索其内部精细结构以及整体电池包的动力学响应,是车用电池包开发和结构、性能优化的迫切需要。提出了基于单体等效力学参数和实际接触连接条件的复杂电池包系统建模和动力学分析方法,结合电池包开发实例,建立各部分子模型并进行试验验证,通过优化算法确定最佳接触参数;对比集中质量模型、简化连接模型、接触模型的模态仿真结果,验证所建模型的有效性和精度,说明建模方法的可行性;获得了实例电池包内部关键电接触点在随机振动下的响应,发现同一振动工况下不同位置触点的加速度响应差异很大,呈现很强的不均匀性。给出了螺栓连接的电池包装配体动力学精细化建模方法和分析思路,对同类型电池包结构设计、安全性分析有实际意义。

摘要：根据锂离子电池的结构和热传导理论,建立了锂离子电池的三维稳态温度场的计算模型,分析了影响锂离子电池热安全性的主要因素。在此基础上,建立了某型号锂离子电池的有限元模型,并计算了不同放电倍率和不同对流系数下的电池三维温度场分布,为电池组温度场分析及其冷却系统设计奠定基础。

摘要：传统汽车车身正向设计流程中构建概念简化模型时精度较低,无法良好反映详细设计阶段中梁截面单元的复杂实际问题。为提高汽车车身正向设计的准确性并探索电动汽车车身正向设计的开发流程,提出了一种采用非线性几何框架及复杂梁截面单元来逼近车身造型的概念简化模型构建新方法。将所提方法应用于电动汽车车身正向设计,进一步完成概念设计、分析预测、详细设计与分析以及样车试验阶段的测试与分析,并提出了概念简化模型的合理性评估依据。研究结果表明:概念简化模型的静/动态性能指标误差均小于25%,所提概念简化模型构建方法能在电动汽车车身正向设计中得到很好的应用,并能合理预测后期详细设计及样车的整体性能。

摘要：统计表明,在汽车交通事故中人体胸部和腹部的损伤占很大的比例.为了研究汽车碰撞事故中人体胸腹部的生物力学响应与损伤机理,文中利用建立的人体胸-腹部生物力学有限元仿真模型,并引入国际同行已进行的相同部位尸体实验研究数据,对碰撞过程中人体胸腹部的生物力学响应进行了仿真分析.文献尸体实验与仿真过程中胸腹部的受力、加速度、胸腹部压缩变形量以及应力、应变分布等指标的对比结果表明,仿真结果与实验数据具有很好的一致性.研究表明,人体胸-腹部生物力学响应的有限元模拟能够准确地反应碰撞过程中人体胸-腹部的损伤程度,文中提出的模型可以用于汽车车身结构、约束系统、防护系统等方面的安全性设计和评估.

摘要：通过多种材料并用与结构合理设计的途径实现了动力电池包箱体的结构轻量化。首先,建立了系统多材料选材与优化流程方法,基于水平分析的试验设计并利用极差与方差分析选择多材料;然后,采用RBF近似模型拟合,MIGA遗传算法优化系统结构。最后对某实例车型动力电池包箱体改进设计。结果表明:多材料箱体刚度、模态提升显著,并减重8.72 kg,相比原结构减重率达47.3%,验证了系统多材料选材与优化方法的有效性,可为提升电池包箱体结构可靠性与轻量化水平提供参考。

摘要：由于加工、测量、安装、老化等原因,排气系统吊耳和波纹管的真实刚度通常在其名义设计值附近波动,使得排气系统真实的静、动态性能与其名义设计值之间存在偏差。为提升汽车排气系统振动及橡胶吊耳疲劳耐久性能的稳健性,以吊耳和波纹管动刚度为正态随机设计变量,以吊耳隔振量不小于20 dB为约束条件,以挂钩垂向动态反力最大值及其标准差、吊耳的静变形量及预载力标准差为目标函数,建立了某乘用车排气系统振动和吊耳疲劳性能的多目标稳健优化模型。结果表明,与确定性优化方案相比,排气系统静、动态性能对稳健优化方案的灵敏度降低,实施稳健优化方案将使得排气系统的振动和吊耳疲劳性能更加稳健。稳健优化方法对改善排气系统振动和吊耳疲劳耐久性的稳健优化有较重要参考价值。

摘要：以悬置刚度为设计变量,分别用正态分布和均匀分布随机变量描述设计变量和动力总成惯性参数的不确定性,建立了悬置系统固有特性的可靠性优化模型,对某轿车悬置系统固有特性分别进行了确定性优化和可靠性优化。结果表明:与确定性优化方法相比,采用可靠性优化方法虽然悬置系统在各方向的解耦率稍有降低,但可较大幅度地提高解耦布置和频率配置的可靠性。

摘要：在产品设计阶段进行装配精度分析时通常以刚体假设为前提,往往忽略外部载荷、温度变化等载荷因素的影响.在已存在制造误差、装配误差的情况下,载荷因素引起的零件变形会进一步影响装配精度.因此,本文提出了一种同时考虑制造、装配误差和零件变形的装配精度分析模型.该模型首先沿尺寸链将变形的公差特征离散化,在每个节点处建立并固结节点坐标系;然后提取节点的变形信息,对目标特征上的每个节点坐标系进行微分变换,实现误差与变形的综合;最后建立了线性化的综合误差分析模型.研究结果表明:模型不仅克服了传统误差分析模型以刚体假设为前提的局限,得到了零件的局部变形对装配精度的影响,还可极大地减少装配系统几何建模与力学分析的难度和工作量.

摘要：为了深入分析汽车碰撞中乘员颈部动力学响应和损伤机理,基于完整颈部解剖学结构建立了中国50百分位成年男性高仿生精度的全颈椎生物力学模型,模型由椎骨(密质骨和松质骨)和椎间盘(纤维环、髓核和软骨终板)、韧带、小关节以及肌肉等软组织构成。对比分析模型仿真结果与国外志愿者低速后碰撞试验和4名中国成年男性志愿者20km/h急制动试验,发现人体测量学参数对头颈部响应有较大影响,模型能较好地预测中国50百分位成年男性生物力学响应,可用于汽车安全性设计和颈部防护措施的研究。

摘要：为提升汽车的主动安全,对车辆自动紧急制动系统控制策略进行研究。利用分层控制的思想对控制策略进行建模,上层控制器为对车辆制动减速度进行决策的预碰撞时间模型,根据汽车追尾事故深度调查的驾驶员紧急制动数据分析制动系统的制动减速度,在考虑舒适性的条件下确定预碰撞时间阈值。下层控制器按照上层控制器输出的制动减速度,分析车辆轮胎模型和制动系统的关系,通过PID控制调节制动压力对车辆进行控制。在安全评价规程标准工况下验证控制策略的可靠性,通过追尾事故场景的重建来验证控制策略的有效性。仿真结果表明:设计的控制策略在相对车速65km/h以内时能有效避撞,而高于65km/h时能最大程度地降低碰撞车速,减小伤害。