电动汽车平台的开放式可适应接口设计与开发


随着电动汽车市场的发展,满足客户对电池组的个性化需求,成为提升电动汽车竞争力的关键技术之一。 为了满足电池组的个性化需求,提出了一种具有开放式可适应接口的电动汽车可适应设计方案。 相比于电动汽车的传统接口只能采用特定的电池,开放式可适应接口允许连接集成式的个性化电池包模块,以满足多样化的用户的需求。 图1所示为新提出的开放式可适应接口设计方案。


该方案中,可适应性托盘可用于拆装不同的电池组模块,托盘的四角设有U型槽,通过螺栓可以连接固定块。固定块位置的改变可通过U型槽来调节。 当需要拆装不同的电池组模块时,首先可适应托盘需要通过定位销和连接螺栓来实现与可适应底盘的拆装,再实现电池组模块与可适应托盘的分离。 电池外壳内包含了不同的电池组,传感器和电池管理系统,电池外壳和托盘连接件组成了电池组模块。在电池外壳上的托盘连接件用来实现个性化电池模块与可适应托盘的分离。 高压线束接口是用于电动汽车和电池包模块的能量连接。通信接口是用于电动汽车与电池包模块的通信连接。所开发的开放式可适应电动汽车实验平台有效的验证了本研究成果的可行性与有效性。 电动汽车开放式可适应接口方案实施如图2所示。


开放式可适应电池包接口稳健可适应设计


为满足电动车辆性能的稳定性要求,对电池箱及其托盘接口进行了稳健性分析与优化设计,在适应不同个性化电池包需求条件下,通过对开放式可适应电池包口的结构优化,将未知电池组模块引起的不确定性对电动汽车性能的影响降到最低。本研究的框架如图23所示。考虑稳健性的接口优化基于不确定性条件下接口所受最大应力为设计评价指标。采用拓扑优化方法进行接口的结构与参数优化,最终得到具有高性能,高稳定性的开放式可适应接口。电动汽车电池箱托盘接口进行拓扑优化的结果如上图所示。