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申请/专利权人：上海交通大学

摘要：本发明公开了一种电动车底盘结构与电芯布局协同优化设计方法，涉及电动汽车底盘结构设计领域，包括以下步骤：步骤1、定义设计空间、边界条件、优化参数与设计变量；步骤2、构建单元密度插值模型；步骤3、电芯容量约束建模；步骤4、根据目标函数和约束条件，建立电动车底盘结构与电芯布局协同拓扑优化模型；步骤5、设计响应求解；步骤6、灵敏度分析；步骤7、优化求解；步骤8、优化收敛性判断；步骤9、优化结果后处理。本发明能够实现承载式电芯布局与电动底盘车架结构协同优化，获得轻质、高承载安全的电池包与底盘车架一体化结构。

主权项：1.一种电动车底盘结构与电芯布局协同优化设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、定义设计空间、边界条件、优化参数与设计变量；步骤2、构建单元密度插值模型；包括：步骤2.1、采用密度过滤法与Heaviside投影法，将设计变量μ转化为基础区步骤2.2、构建可显式表达空间内任意尺寸、倾角及中心位置的矩形特征映射函数F，配合Heaviside投影格式，将设计变量D转化为电芯区ψ，车架区即所述基础区内除去所述电芯区以外的剩余区域；由与ψ构建单元密度的统一表达公式步骤2.3、采用具有惩罚的实体各向同性材料方法SIMP，分别构建单元密度与刚度的参数化表达，并集成于已建立的有限元模型中；步骤3、电芯容量约束建模；包括：在基础区电芯区ψ的基础上，计算电芯体积分数；根据预设的电芯装载容量体积分数上限值，构造电芯容量约束如下： 式中，N为设计空间总单元数，Δv为每个单元体积，Cmax为预设的电芯数目，Vc为电芯的装载容量体积分数上限；上述方程同时满足时，既能够确保电芯容量满足要求，也保证了电芯区在几何上不发生重叠；步骤4、根据目标函数和约束条件，建立电动车底盘结构与电芯布局协同拓扑优化模型；步骤5、基于当前优化迭代步下的结构密度信息，求解设计响应；步骤6、灵敏度分析；基于链式法则，计算所述目标函数及所述约束条件对所述设计变量的灵敏度值；步骤7、采用移动渐近线算法MMA求解拓扑优化模型，并更新所述设计变量；步骤8、优化收敛性判断；如果满足收敛条件，优化完成，输出优化结果；若优化不满足收敛条件，则重复所述步骤5至所述步骤8；步骤9、优化结果后处理。

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