电池包底托设计方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及电池包设计，具体涉及一种电池包底托设计方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、现在随着储能电池的电池包底托的发展，相应的配套电池包底托也得到快速发展，支撑底托结构作为支撑整个电池包的结构，现有的设计方法主要有：1.通过工程师的经验进行设计。2.是在电池包底托的试制打样阶段不能满足使用要求的情况下进行修补改进，对不能满足使用要求的局部结构进行增强优化，对有性能盈余的局部结构进行减材设计，以达到满足性能要求的前提下，尽可能的降低材料的使用，减少生产成本。3.采用单一的优化设计方法，仅对电池包底托的部件布局进行优化设计，或者仅对电池包底托部件的尺寸进行优化设计。

2、储能电池一般都具有质量较重的缺点，导致通过现有设计方法设计出的支撑储能电池包底托结构存在满足使用性能要求的同时，设计出来的电池包底托结构具有设计冗余，结构质量较重的缺点，致使电池包底托设计用料较多，生产成本较高；并且现有设计方法缺乏系统综合的思路，在电池包底托试制中发生的不足进行修补改进，如此反复，导致设计周期较长，致使最终的电池包底托用料多，生产成本增加等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种电池包底托设计方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决现有技术中设计出的电池包底托结构存在满足使用性能要求但电池包底托结构具有设计冗余，结构质量较重的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种电池包底托设计方法，该方法包括：

3、构建待设计电池包底托的有限元模型；

4、构建不同密度下对第一参数的第一约束条件和以第二参数为目标的第一目标函数，构建不同厚度下对第一参数的第二约束条件和以第二参数为目标的第二目标函数；

5、基于有限元模型，采用第一约束条件对第一目标函数求解，得到电池包底托的材料分布；

6、基于有限元模型，采用第二约束条件对第二目标函数求解，确定电池包底托的尺寸。

7、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，通过对电池包底托材料分布和尺寸的设计，最终得到电池包底托，缩短了设计周期，简化设计过程，通过约束条件对目标函数求解使最终的电池包底托更轻量化，满足使用性能，解决了现有技术中设计出的电池包底托结构存在满足使用性能要求但电池包底托结构具有设计冗余，结构质量较重的问题。

8、在一种可选的实施方式中，构建待设计电池包底托的有限元模型包括：

9、获取待设计电池包底托的材料、材料承受载荷区域和材料约束条件；

10、基于材料、材料承受载荷区域和材料约束条件采用预设算法构建待设计电池包底托的有限元模型。

11、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，通过待设计电池包底托的材料、材料承受载荷区域和材料约束条件采用预设算法构建的有限元模型，确定了电池包底托的可设计区域，为后续设计电池包底托的材料分布和尺寸提供了模型基础。

12、在一种可选的实施方式中，第一参数包括有限元模型结构变形量、频率及强度和体积分数中的任意一个或多个，第二参数包括有限元模型柔度、体积及质量中的任意一个或多个。

13、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，通过对第一参数和第二参数的限定，实现了电池包底托的轻量化设计的目的。

14、在一种可选的实施方式中，基于有限元模型，采用第一约束条件对所述第一目标函数求解，得到电池包底托的材料分布包括：

15、采用有限元模型，确定满足第一约束条件的第一结果集；

16、采用有限元模型，在第一结果集中筛选符合第一目标函数的结果；

17、基于符合第一目标函数的结果确定电池包底托的材料分布。

18、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，采用有限元模型，确定满足第一约束条件的第一结果集，并在第一结果集中筛选符合第一目标函数的结果，最终根据符合第一目标函数的结果确定电池包底托的材料分布，设计出的电池包底托的材料分布满足在不同密度下的最佳材料布局，为后续确定电池包底托的尺寸奠定了材料布局基础。

19、在一种可选的实施方式中，基于有限元模型，采用第二约束条件对第二目标函数求解，确定电池包底托的尺寸之前包括：

20、对电池包底托的材料分布通过有限元分析进行性能测试，获取第一测试值；

21、当第一测试值满足第一约束条件和第一目标函数时，则校验电池包底托性能符合预设性能；否则重新基于有限元模型，采用第一约束条件对第一目标函数求解，得到电池包底托的材料分布。

22、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，在基于有限元模型，采用第二约束条件对第二目标函数求解，确定电池包底托的尺寸之前，对电池包底托的材料分布通过有限元分析进行性能测试，校验电池包底托性能是否符合预设性能，保证了在后续电池包底托尺寸设计过程中电池包底托的材料分布符合预设性能，缩短了设计周期，降低了生产成本。

23、在一种可选的实施方式中，基于有限元模型，采用第二约束条件对第二目标函数求解，确定电池包底托的尺寸包括：

24、采用有限元模型，确定满足第二约束条件的第二结果集；

25、采用有限元模型，在第二结果集中筛选符合第二目标函数的结果；

26、基于符合第二目标函数的结果确定电池包底托的尺寸。

27、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，采用有限元模型，确定满足第二约束条件的第二结果集，在第二结果集中筛选符合第二目标函数的结果，最终符合第二目标函数的结果确定电池包底托的尺寸，设计出的电池包底托的尺寸满足在不同材料厚度下的最佳尺寸，使得最终设计出电池包底托具有轻量化特点，缩短设计周期，减少电池包底托试制打样阶段的报废率，减少电池包底托的设计用料，降低了生产成本。

28、在一种可选的实施方式中，还包括：

29、对电池包底托的尺寸通过有限元分析进行性能测试，获取第二测试值；

30、当第二测试值满足第二约束条件和第二目标函数时，则无需优化；否则，重新基于有限元模型，采用第二约束条件对第二目标函数求解，确定电池包底托的尺寸。

31、本发明实施例提供的电池包底托设计方法，对电池包底托的尺寸通过有限元分析进行性能测试，对电池包底托尺寸进行优化，将不符合第二约束条件和第二目标函数的电池包底托重新进行设计，使得最终优化的电池包底托可以量化生产，减少了电池包底托的生产用料，降低了生产成本。

32、第二方面，本发明提供了一种电池包底托设计装置，该装置包括：

33、第一构建模块，用于构建待设计电池包底托的有限元模型；

34、第二构建模块，用于构建不同密度下对第一参数的第一约束条件和以第二参数为目标的第一目标函数，构建不同厚度下对第一参数的第二约束条件和以第二参数为目标的第二目标函数；

35、第一求解模块，用于基于有限元模型，采用第一约束条件对第一目标函数求解，得到电池包底托的材料分布；

36、第二求解模块，用于基于有限元模型，采用第二约束条件对第二目标函数求解，确定电池包底托的尺寸。

37、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电池包底托设计方法。

38、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电池包底托设计方法。