Optimización Multi-Objetivo del Sistema de Montaje de Paquetes de Baterías para Maquinaria de Construcción
Autores: Lin, Dunhuang; Sun, Run; Wei, Hai; Wang, Yujiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Con la electrificación acelerada de la maquinaria de ingeniería, el sistema de montaje de paquetes de baterías juega un papel crítico en la mejora de la seguridad estructural del vehículo y el rendimiento de amortiguación de vibraciones. Este documento propone un marco de optimización para los sistemas de montaje de paquetes de baterías de múltiples capas utilizados en dicha maquinaria. El marco integra un modelo dinámico de múltiples grados de libertad (MDOF), análisis de incertidumbre y un algoritmo evolutivo multiobjetivo (MOEA) para resolver los desafíos de supresión de vibraciones asociados con paquetes de baterías de gran masa en condiciones de operación adversas. Se introduce un método de optimización de parámetros con los objetivos de aumentar las frecuencias naturales, mejorar el desacoplamiento modal y evitar la resonancia. Al identificar parámetros clave que influyen y realizar una optimización integral de las ubicaciones de montaje y la rigidez, este enfoque logra una mejora altamente eficiente en el rendimiento dinámico. Los resultados de simulación y análisis demuestran que, en comparación con el diseño inicial, el método propuesto eleva significativamente las primeras seis frecuencias naturales del sistema (en un 13.6%, 7.8%, 3.3%, 2.5%, 11.7% y 9.4%, respectivamente). Además, mejora el desacoplamiento energético entre modos, con las tasas de desacoplamiento para la traducción en la dirección Y y la rotación en el eje Z aumentando ambas en un 11.3%. Esto logra una mejora sinérgica en la evitación de vibraciones y el rendimiento de desacoplamiento del sistema. La metodología ofrece un medio efectivo para optimizar la seguridad y la estabilidad operativa de los sistemas de baterías en maquinaria eléctrica de ingeniería.
Descripción
Con la electrificación acelerada de la maquinaria de ingeniería, el sistema de montaje de paquetes de baterías juega un papel crítico en la mejora de la seguridad estructural del vehículo y el rendimiento de amortiguación de vibraciones. Este documento propone un marco de optimización para los sistemas de montaje de paquetes de baterías de múltiples capas utilizados en dicha maquinaria. El marco integra un modelo dinámico de múltiples grados de libertad (MDOF), análisis de incertidumbre y un algoritmo evolutivo multiobjetivo (MOEA) para resolver los desafíos de supresión de vibraciones asociados con paquetes de baterías de gran masa en condiciones de operación adversas. Se introduce un método de optimización de parámetros con los objetivos de aumentar las frecuencias naturales, mejorar el desacoplamiento modal y evitar la resonancia. Al identificar parámetros clave que influyen y realizar una optimización integral de las ubicaciones de montaje y la rigidez, este enfoque logra una mejora altamente eficiente en el rendimiento dinámico. Los resultados de simulación y análisis demuestran que, en comparación con el diseño inicial, el método propuesto eleva significativamente las primeras seis frecuencias naturales del sistema (en un 13.6%, 7.8%, 3.3%, 2.5%, 11.7% y 9.4%, respectivamente). Además, mejora el desacoplamiento energético entre modos, con las tasas de desacoplamiento para la traducción en la dirección Y y la rotación en el eje Z aumentando ambas en un 11.3%. Esto logra una mejora sinérgica en la evitación de vibraciones y el rendimiento de desacoplamiento del sistema. La metodología ofrece un medio efectivo para optimizar la seguridad y la estabilidad operativa de los sistemas de baterías en maquinaria eléctrica de ingeniería.