校企合作毕业设计

电池尺寸公差数据系统及关键性能预测

机械工程

资助企业: 泛亚汽车技术中心

资助年份: 2026

企业导师: 胡敏,赵红波

指导教师: 赵亦希

项目成员: 李未典 施宇涵

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项目简介

项目概述

本项目面向动力电池模组装配与服役过程中的尺寸公差控制和关键性能预测需求,围绕“静态装配不确定性”和“循环服役尺寸演化”两类核心问题展开研究。项目将多电芯堆垛系统静态力学仿真、泡棉柔性缓冲材料建模、电芯充放电膨胀模拟实验、有限元分析与物理先验预测模型进行整合,构建面向电池尺寸公差设计的数据系统。通过实验、仿真与数据驱动方法协同分析电芯数量、预紧力、泡棉排列方式及服役工况对电芯受力、变形和应力分布的影响,为动力电池模组装配优化、可靠性评估和动态公差设计提供支撑。


项目目标

项目的主要目标是建立一套能够服务电池模组尺寸设计与性能预测的综合分析方法。首先,针对多电芯静态堆垛场景,建立电芯与泡棉材料本构模型,开展不同预紧力、泡棉布置和电芯数量下的参数化仿真,获得系统变形和应力响应规律。其次,针对充放电服役场景,搭建动态模拟实验平台,表征电芯呼吸效应与不可逆膨胀规律,并结合有限元模型分析不同位置电芯的力学差异。最后,融合实验数据、仿真结果和空间位置先验,构建电芯厚度变化、受力演化及动态公差的预测模型与可视化系统。


项目成果

项目形成了面向动力电池模组尺寸公差与关键性能预测的完整技术成果。一方面,完成了电芯与泡棉材料参数获取、静态堆垛有限元仿真和多工况结果数据库构建,开发了可根据电芯数量、预紧力和泡棉排列方式快速查询变形与应力结果的图形界面。另一方面,搭建了电芯动态膨胀模拟实验平台,建立了实验数据、企业真实数据与仿真结果之间的关联,并构建融合物理先验的长程预测模型。最终实现了从静态装配到循环服役的尺寸变化、受力分布和动态公差结果可视化输出,为工程设计提供量化依据。


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