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第18期AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY新能源汽车

10.16638/ki.1671-7988.2024.018.002

纯电动汽车电池快换机构的有限元分析

孙骏，毕伟胜*，陈

东璇，李智明，赵岩

（合肥工业大学汽车与交通工程学院，安徽合肥230041）

摘要：针对纯电动汽车充电时间长的问题，研发了一个可快速、方便进行电池包更换的机械

式电池快换机构。文章运用ANSYSWorkbench软件，建立了该机构的有限元模型，并针对紧

急制动、转向和颠簸路面等工况进行了静态力学分析和模态分析。静力学分析的结果表明，

各部件在三种路况下的最大应力均小于材料屈服强度，满足强度设计要求。模态分析的结果

表明，三种外部激励所产生的频率与机构固有频率发生偏离，因此在行车时不会产生共振现

象。研究结果为电池快换机构的设计以及优化提供了一定的理论参考依据。

关键词：纯电动汽车；电池快换机构；有限元分析；静力学分析；模态分析

中图分类号：U469.7；TM911文献标识码：A

FiniteElementAnalysisofBatteryQuickChangeDevice

forBatteryElectricVehicle

SUNJun,BIWeisheng,CHENXuan,LIZhiming,ZHAOYan

(SchoolofAutomotiveandTrafficEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230041,China)

Abstract:Toaddressthelongchargingtimeofbatteryelectricvehicles,amechanicalbattery

quick-swapmechanismthatallowsforfastandconvenientbatterypackreplacementhasbeen

developed.UsingANSYSWorkbenchsoftware,thearticleestablishesafiniteelementmodelofthe

mechanismandconductsstaticmechanicalanalysisandmodalanalysisforscenariossuchas

emergencybraking,steering,andbumpyroads.Theresultsofthestaticanalysisindicatethatthe

maximumstressofeachcomponentunderthethreeroadconditionsislessthanthematerialyield

strength,satisfyingthestrengthdesignrequirements.Themodalanalysisresultsshowthatthe

frequenciesgeneratedbythethreeexternalsexcitationdeviatefromthenaturalfrequencyofthe

mechanism,thuspreventingresonanceduringdriving.Theresearchfindingsprovideatheoretical

referenceforthedesignandoptimizationofthebatteryswapmechanism.

Keywords:Batteryelectr