[发明专利]一种电动汽车滑板式电池包优化方法

说明书

一种电动汽车滑板式电池包优化方法，以汽车动力学理论为基础，综合考虑电动汽车在转向、制动工况下的动力学特性，减小电动汽车动力电池包的结构尺寸及其装配位置、悬架系统装配位置等初始值及其误差对多运行工况的电动汽车动力学性能的影响，建立基于电动汽车转向、制动性能的电动汽车滑板式电池包结构尺寸及装配位置的优化方法，实现电动汽车滑板式电池包结构尺寸及装配位置的多目标稳健优化。该方法可以应用于各类安装有滑板式电池包的电动汽车中。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车滑板式电池包优化方法，属于汽车零部件设计领域。

背景技术

现阶段，电动汽车电池包的结构尺寸以及装配位置仅仅是考虑电动汽车底盘的装配空间，并没有考虑电动汽车电池包的结构尺寸以及装配位置对电动汽车动力学性能的影响。因此本发明以汽车动力学理论为基础，建立基于电动汽车转向、制动性能的电动汽车滑板式电池包结构尺寸及装配位置的优化方法，同时减小滑板式电池包结构尺寸误差、装配误差对优化结果的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明可以解决的问题是提出一种电动汽车滑板式电池包优化方法，首先建立电动汽车整车参数化样机模型；通过具有相同底盘子模块但不同装配位置的样机模型的动力学仿真对比分析得到最佳电动汽车样机模型；以最佳电动汽车样机模型为基础，分析研究滑板式电池包的结构尺寸、装配位置对电动汽车动力学特征的影响；并以此为基础，分析电动汽车滑板式电池包的结构尺寸参数、装配位置参数的误差对电动汽车动力学性能的影响，建立电动汽车滑板式电池包稳健优化模型。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车滑板式电池包优化方法，包括以下步骤：

第一步，整车参数化样机模型的构建，首先定义电动汽车整车基本参数、电动汽车底盘子模块的装配位置参数、电动汽车的运行参数的初始值和定义域，包括：整车的轴距、轮距、转向梯形底角，悬架系统、动力电池的装配位置，车辆载荷，最终建立包括悬架系统、转向系统、制动系统、动力电池系统、车身系统的电动汽车整车参数化样机模型；

第二步，确定电动汽车最佳样机模型，以电动汽车整车参数化样机模型为基础，构建出具有相同底盘子模块但不同结构尺寸、不同装配位置的电动汽车样机模型，在相同的车辆载荷、车速，不同的路面附着系数下对比分析样机模型在转向、制动工况下的动力学特性，从而确定电动汽车最佳样机模型；

第三步，电动汽车滑板式电池包优化模型构建，以电动汽车动力学的测试参数为优化目标，包括制动侧滑、车身横摆角速度、车身侧向加速度、质心侧偏角，设计变量包括可控变量：滑板式电池包的结构尺寸及其装配位置，和不可控变量：滑板式电池包的结构尺寸误差及其装配位置误差、悬架系统的装配位置误差，约束条件包含电动汽车通过性及其电动汽车底盘装配空间的尺寸限制；

第四步，基于响应面法的近似函数构建，基于汽车动力学理论，利用电动汽车最佳样机模型，综合考虑不同路面附着系数的电动汽车在制动工况下的动力学特征，测试优化目标：制动侧滑、车身横摆角速度、车身侧向加速度、质心侧偏角的数值，并以此为基础建立基于响应面法的各个优化目标的近似函数，作为每个优化目标的函数；

第五步，误差分析，采用正交实验方法，分析研究滑板式电池包的结构尺寸参数及其装配位置参数、悬架系统装配位置参数及其误差对各个优化目标的影响，并应用蒙特卡洛方法得到主影响因素和次影响因素，从而确定滑板式电池包结构尺寸精度及其装配位置精度、悬架系统装配位置精度，同时删除次影响因素，简化滑板式电池包优化模型的设计变量；

第六步，整体偏好集合函数，以个体偏好函数方法确定电动汽车滑板式电池包结构尺寸及其装配位置、悬架系统装配位置的表达方式，应用整体偏好集合函数，将不同的个体聚合偏好函数集成到整体偏好集合函数，同时考虑目标函数的均值和方差的变化，求解滑板式电池包的稳健优化结果。