一种电池箱的轻量化实现方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种电池箱的轻量化实现方法和装置，该方法包括：确定电池箱的响应面近似模型；根据响应面近似模型进行质量优化计算，得到符合预设的质量轻化验证标准的计算结果作为电池箱的质量。通过该实施例方案，采用了响应面近似模型进行质量优化计算，缩短了电池箱的优化设计周期，提高了优化设计效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电池箱的轻量化实现方法和装置
本专利技术实施例涉及电池箱设计技术，尤指一种电池箱的轻量化实现方法和装置。
技术介绍
在电动汽车动力电池箱的结构设计问题的研究中，基于CAE软件的电池箱结构优化设计是通常采用的方法。CAE(ComputerAidedEngineering):计算机辅助工程，是一种利用计算机软件和硬件进行建模和计算分析的手段。常见的CAE方法有：有限元方法(FiniteElementMethod)、有限体积法(FiniteVolumeMethod)和有限差分法(FiniteDifferentialMethod)。基于CAE(ComputerAidedEngineering:计算机辅助工程)软件的电池箱结构轻量化设计，一次优化过程需要进行上千次CAE建模和计算；每次计算都要改变设计对象的变量参数，重新调用有限元模型进行分析计算后，获得目标函数和约束函数的设计响应值。一般一次CAE调用需要1-5个小时的时间，那么上千次的调用需要1000-5000个小时，直接调用CAE耗费的时间和软硬件成本太高。另外，基于CAE软件的电池箱结构轻量化设计是一个反复迭代的过程，上千次的迭代中收敛性和稳定性是一个问题。因为不收敛和不稳定导致的设计出错，会严重影响优化设计的效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电池箱的轻量化实现方法和装置，能够缩短电池箱设计周期，提高设计效率。于本专利技术的一个实施例中，提供了：(1)一种电池箱的轻量化实现方法，所述方法包括：确定电池箱的响应面近似模型；根据所述响应面近似模型进行质量优化计算，以得到符合预设的质量轻化验证标准的计算结果，将所述计算结果作为所述电池箱的质量。于本专利技术的一个或多个实施方式中，提供了：(2)根据(1)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述确定电池箱的响应面近似模型包括：构建所述电池箱的有限元模型，并从所述有限元模型中确定出设计对象及所述设计对象的变量参数；根据所述设计对象及所述设计对象的变量参数确定所述电池箱的响应面近似模型。(3)根据(2)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述根据所述设计对象及所述设计对象的变量参数确定所述电池箱的响应面近似模型包括：根据正交试验设计方法，选择所述设计对象的变量参数的部分组合作为采样点，基于所述有限元模型计算所述采样点对应的电池箱的第一质量；根据所述采样点及其对应的第一质量确定所述电池箱的响应面近似模型。(4)根据(3)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述根据正交试验设计方法，选择所述设计对象的变量参数的部分组合作为采样点可以包括：获取n个设计对象中每个设计对象的m个变量参数；其中，n和m均为正整数；根据所述正交试验设计方法，从关于所述n个设计对象的变量参数的mn个组合中选取至少n×(m-1)+1个组合，作为所述采样点。(5)根据(3)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述根据所述采样点及其对应的第一质量确定所述电池箱的响应面近似模型可以包括：将作为所述采样点的所述设计对象的变量参数组合及对应的所述第一质量代入所述响应面近似模型的预设关系式中，计算出所述响应面近似模型关系式中的未知系数；将计算出的所述未知系数的数值代入所述预设关系式中，获取电池箱的响应面近似模型；其中，所述响应面近似模型为以所述电池箱的质量为因变量，所述设计对象为自变量的关系式。(6)根据(3)-(5)任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，所述根据所述采样点及其对应的第一质量确定所述电池箱的响应面近似模型之前，还可以包括：预先根据所述电池箱的每个连接位置的自由度模拟出所述预设关系式；其中，所述自由度越高，模拟出的所述预设关系式的阶数越高；所述预设关系式的阶数等于所述响应面近似模型的阶数。(7)根据(1)-(5)任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述响应面近似模型可以包括以下任意一种模型；第一阶响应面近似模型：第二阶响应面近似模型：第三阶响应面近似模型：第四阶响应面近似模型：其中，y为所述电池箱的质量；x为任意一种设计对象的变量参数；a、b、c、d、e、f为预设的计算系数；t为所采样的设计对象的总个数，t为大于1的整数；i为所述设计对象和所述变量参数形成的矩阵的行数，j为所述矩阵的列数，i、j为大于1，小于t的整数。(8)根据(2)-(5)任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，在所述根据所述设计对象及所述设计对象的变量参数确定所述电池箱的响应面近似模型之后，所述根据所述响应面近似模型进行质量优化计算之前，还可以包括：对所述响应面近似模型的精度进行验证，并在所述响应面近似模型的精度符合要求时，根据所述响应面近似模型进行所述质量优化计算。(9)根据(8)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述对所述响应面近似模型的精度进行验证可以包括：选择不同于所述采样点的所述设计对象的变量参数的部分组合作为新的采样点，根据所述有限元模型和所述响应面近似模型分别计算所述新的采样点对应的电池箱的质量，将两种方式计算出的电池箱的质量的相似度作为所述响应面近似模型的第一精度；验证所述第一精度是否符合预设的精度要求。(10)根据(9)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述对所述响应面近似模型的精度进行验证还可以包括：根据所述响应面近似模型和预设的误差评估算法计算所述电池箱的振动频率的误差值，作为第二精度；验证所述第二精度是否符合预设的精度要求。(11)根据(10)所述的电池箱的轻量化实现方法，还可以包括：根据所述第一精度和所述第二精度中的任意一个或多个对所述响应面近似模型的精度进行验证。(12)根据(10)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述根据所述响应面近似模型和预设的误差评估算法计算所述电池箱的振动频率的误差值包括：根据每一个所述新的采样点创建出相应的电池箱碰撞模型，根据所述碰撞模型进行电池箱的碰撞仿真，获取每一个电池箱碰撞模型的振动频率；根据每一个电池箱碰撞模型的振动频率和所述误差评估算法，计算与所述响应面近似模型对应的振动频率的误差值。(13)根据(10)或(12)所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述误差评估算法可以包括：相对平均偏差算法和/或相对平均绝对误差算法；所述误差值包括：相对平均偏差值R2和/或相对平均绝对误差值RAAE。(14)根据(2)-(5)任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，其中，所述根据所述响应面近似模型进行质量优化计算可以包括：根据预设的优化算法对采样获得的设计对象的变量参数组合进行优化筛选；采用每一组优化刷选后的设计对象的变量参数组合和所述响应面近似模型进行质量优化计算。(15)根据(14)所述的电池箱的轻量化实现方法，所述采用每一组优化刷选后的设计对象的变量参数组合和所述响应面近似模型进行质量优化计算后，还可以包括：根据所述质量轻化验证标准对计算出的所述电池箱的质量进行验证；当验证结果为所述质量符合所述质量轻化验证标准的要求时，将所述质量作为轻量化后的电池箱的质量。(16)根据(15)所述的电池箱的轻量化实现方法，还可以包括：当验证结果为所述质量不符合所述质量轻化验证标准的要求时，对所述电池箱的设计对象和/或设计对象的变量参数进行调整，并重新执行所述电池箱的轻量化实现方法。(17)根据(1)-(5)任意一项所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述方法包括：确定电池箱的响应面近似模型；根据所述响应面近似模型进行质量优化计算，以得到符合预设的质量轻化验证标准的计算结果，将所述计算结果作为所述电池箱的质量。

【技术特征摘要】
1.一种电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述方法包括：确定电池箱的响应面近似模型；根据所述响应面近似模型进行质量优化计算，以得到符合预设的质量轻化验证标准的计算结果，将所述计算结果作为所述电池箱的质量。2.根据权利要求1所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述确定电池箱的响应面近似模型包括：构建所述电池箱的有限元模型，并从所述有限元模型中确定出设计对象及所述设计对象的变量参数；根据所述设计对象及所述设计对象的变量参数确定所述电池箱的响应面近似模型。3.根据权利要求2所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述根据所述设计对象及所述设计对象的变量参数确定所述电池箱的响应面近似模型包括：根据正交试验设计方法，选择所述设计对象的变量参数的部分组合作为采样点，基于所述有限元模型计算所述采样点对应的电池箱的第一质量；根据所述采样点及其对应的第一质量确定所述电池箱的响应面近似模型。4.根据权利要求3所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述根据正交试验设计方法，选择所述设计对象的变量参数的部分组合作为采样点包括：获取n个设计对象中每个设计对象的m个变量参数；其中，n和m均为正整数；根据所述正交试验设计方法，从关于所述n个设计对象的变量参数的mn个组合中选取至少n×(m-1)+1个组合，作为所述采样点。5.根据权利要求3所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述根据所述采样点及其对应的第一质量确定所述电池箱的响应面近似模型包括：将作为所述采样点的所述设计对象的变量参数组合及对应的所述第一质量代入所述响应面近似模型的预设关系式中，计算出所述响应面近似模型关系式中的未知系数；将计算出的所述未知系数的数值代入所述预设关系式中，获取电池箱的响应面近似模型；其中，所述响应面近似模型为以所述电池箱的质量为因变量，所述设计对象为自变量的关系式。6.根据权利要求3-5任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述根据所述采样点及其对应的第一质量确定所述电池箱的响应面近似模型之前，还包括：预先根据所述电池箱的每个连接位置的自由度模拟出所述预设关系式；其中，所述自由度越高，模拟出的所述预设关系式的阶数越高；所述预设关系式的阶数等于所述响应面近似模型的阶数。7.根据权利要求1-5任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述响应面近似模型包括以下任意一种模型；第一阶响应面近似模型：第二阶响应面近似模型：第三阶响应面近似模型：第四阶响应面近似模型：其中，y为所述电池箱的质量；x为任意一种设计对象的变量参数；a、b、c、d、e、f为预设的计算系数；t为所采样的设计对象的总个数，t为大于1的整数；i为所述设计对象和所述变量参数形成的矩阵的行数，j为所述矩阵的列数，i、j为大于1，小于t的整数。8.根据权利要求3-5任意一项所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，在所述根据所述设计对象及所述设计对象的变量参数确定所述电池箱的响应面近似模型之后，所述根据所述响应面近似模型进行质量优化计算之前，还包括：对所述响应面近似模型的精度进行验证，并在所述响应面近似模型的精度符合要求时，根据所述响应面近似模型进行所述质量优化计算。9.根据权利要求8所述的电池箱的轻量化实现方法，其特征在于，所述对所述响应面近似模型的精度进行验证...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，
申请(专利权)人：东汉新能源汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31