(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110031699.8 (22)申请日 2021.01.1 1 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112685946 A (43)申请公布日 2021.04.20 (73)专利权人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 潘勇军　熊玥　 (74)专利代理 机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50237 专利代理师 王翔 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01)(56)对比文件 CN 110110467 A,2019.08.09 CN 109583 058 A,2019.04.0 5 CN 109359371 A,2019.02.19 CN 107220404 A,2017.09.2 9 CN 112035972 A,2020.12.04 KR 20120 044853 A,2012.0 5.08 王国旺.“复合材料电动汽车电池 包轻量化 设计研究”. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工程科技 Ⅱ辑》 .2020,(第8 期),C035-590. 陈球胜.“考虑响应面的电动汽车电池箱等 刚度及轻量 化研究”. 《中国优秀硕士学位 论文全 文数据库工程科技 Ⅱ辑》 .2019,(第1期),C 035- 1109. Yongjun Pan 等. “Crush and crash analysis of an automotive bat tery-pack rnclosure for l ightweight design ”. 《Internati onal Journal of Crashworthniness》 .2020,5 00-509. (续) 审查员 付宇航 (54)发明名称 基于二阶响应面模型的新能源汽车电池包 壳体减重设计方法 (57)摘要 本发明公开了基于二阶响应面模型的新能 源汽车电池包壳体减重设计方法， 包括以下步 骤： 1)确定电池包壳体的优化对象和设计变量， 并基于所述优化对象和设计变量对电池包壳体 进行试验设计， 得到电池包壳体的试验矩阵； 2) 对所述试验矩阵进行随机振动分析， 获得每个样 本对应的优化对象的随机振动应力响应值， 并建 立二阶响应面模型； 3)以质量最小为优化目标， 以满足随机振动工况和第一阶模态 为约束， 利用 多岛遗传算法对二阶响应面模型进行优化， 得到 轻量化的电池包壳体； 4)验证轻量化的电池包壳 体的可靠性。 本发明有利于减少工程实际中复杂 结构电池包壳体的试验次数， 降低产品开发成本， 缩短产品开发周期。 [转续页] 权利要求书3页 说明书18页 附图14页 CN 112685946 B 2022.11.01 CN 112685946 B (56)对比文件 Y Yang 等. “Structural l ightweight research of module i n EV Lithiumion battery pack: ”. 《IOP co nference series earth and enviro nmental》 .2020,(第7期),1- 5.2/2 页 2[接上页] CN 112685946 B1.基于二阶响应面模型的新能源汽车电池包壳体减重设计方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 1)确定电池包壳体的优化对象和设计变量， 并基于所述优化对象和设计变量对电池包 壳体进行 试验设计， 得到电池 包壳体的试验矩阵； 所述电池包壳体包括上盖(1)、 底壳(2)、 上支架(3)、 上下层 连接支架(4)、 下支架、 若干 吊耳(7)和托架； 所述上盖(1)盖设在底壳(2)上， 从而形成封闭腔体； 上支架(3)、 下支 架分层嵌设在底壳(2)内， 从而将封闭腔体分割为若干 子腔体； 所述上支 架(3)和下支 架通过上下层连接支 架(4)连接； 所述下支 架包括若干下支 架纵梁(5)和若干下支 架横梁(6)； 所述下支架 纵梁(5)和下支架横梁(6)将子腔体分隔成若干电池放置单元； 一个电池放 置单元内供一组电池放入； 若干吊耳(7)通过托架 依次连接在底壳(2)的外侧壁上； 所述上盖(1)、 底壳(2)、 上支架(3)、 上下层连接支架(4)、 下支架、 吊耳(7)和托架为优 化对象； 优化变量的材 料和厚度为设计 变量； 2)对所述试验矩阵进行随机振动分析， 获得每个样本对应的优化对象的随机振动应力 响应值， 并建立 二阶响应面模型； 建立二阶响应面近似 模型的步骤如下： 2.1)对试验矩阵进行随机振动分析， 得到每组试验组合随机振动分析中每个优化对象 的应力值和第一阶固有频率， 并计算每组试验组合对应的电池 包壳体重量； 2.2)利用二阶响应面方法建立优化对象随机振动工况应力值的近似 模型； 2.3)检验近似模型的可信度， 若可信度低于可信度阈值， 则增加待分析的试验组合的 数量， 并返回步骤2.1)， 否则， 以优化对象随机振动工况应力值的近似模型作为二阶响应面 模型输出； 3)以质量最小为优化目标， 以满足随机振动工况和第一阶模态为约束， 利用多岛遗传 算法对二阶响应面模型进行优化， 得到轻量 化的电池 包壳体； 利用多岛遗传算法对二阶响应面模型进行优化的步骤 包括： 3.1)在Isi ght软件中搭建优化流程组件， 包括近似模型组件和优化组件； 其中， 优化组 件中存储二阶响应面模型； 3.2)在Optimization组件中设置质量最小为优化目标， 设置第一阶固有频率大于最小 频率F、 优化对象应力值小于材 料屈服强度P为约束， 设置多岛遗传优化 算法为优化 算法； 3.3)运行 所搭建的优化 流程， 得到轻量 化的电池 包壳体； 4)验证轻量 化的电池 包壳体的可靠性。 2.根据权利要求1所述的基于二阶响应面模型的新能源汽车电池包壳体减重设计方 法， 其特征在于， 对电池 包壳体进行 试验设计的步骤 包括： 1)在Isight软件中建立获取 试验矩阵的组件， 包括Excel组件和DOE组件； 2)在Excel组件中导入设计 变量， 设置所有设计 变量水平； 3)在DOE组件中选择正交试验设计方法， 得到若干组待分析的试验组合， 并写入试验矩 阵中。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 112685946 B 3