电动汽车全新架构前期开发中的多学科集成优化设计

摘要

提出了一种满足电动汽车(EV)各项性能要求的全新车身、底盘、动力电池框架一体化的结构集成设计方案.基于物理尺寸建立拓扑优化设计空间,采用变密度拓扑优化方法,结合等效静态载荷方法(ESL),综合考虑静、动态载荷工况,以最小加权应变能为优化目标,通过对整车拓扑优化结果的解读,找到电动车架构主要载荷路径,并进行结构集成设计及计算机辅助工程设计(CAE)仿真验证.结果表明:整车刚度、电池安装在车身上的整体模态满足设计要求;32 km/h刚性柱垂直侧面碰撞工况下电池框架未发生明显变形;架构载荷路径在满足整车布置的要求下,同时满足整车性能及电池局部性能要求,并实现系统的最优解和轻量化.