汽車和電池包的案例
新能源汽車試驗T型槽平臺：電池包碰撞與電機耐久測試專用方案
在新能源汽車研發與質檢領域，電池包碰撞測試與電機耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關鍵環節。新能源汽車試驗T型槽平臺作為測試的核心基準載
新能源汽車試驗T型槽平臺：電池包碰撞與電機耐久測試專用方案
在新能源汽車研發與質檢領域，電池包碰撞測試與電機耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關鍵環節。新能源汽車試驗T型槽平臺作為測試的核心基準載體，其結構設計與性能參數直接決定測試數據的性與測試過程的安全性。本文結合新能源汽車試驗平臺、電池包測試專用T型槽、電機耐久試驗基準臺等高頻關鍵詞，針對性解析適配電池包碰撞與電機耐久測試的專用方案，為新能源汽車核心部件測試提供實操支撐。
一、專用平臺核心性能要求：適配新能源測試嚴苛場景
新能源汽車電池包碰撞測試需承受瞬時強沖擊載荷（可達10-20g），電機耐久測試需長期耐受高頻振動（頻率50-2000Hz），因此專用T型槽平臺需滿足三大核心性能：一是剛性，確保沖擊與長期振動下無塑性變形；二是定點，保障測試件安裝同軸度與位置精度；三是安全防護，適配高壓、高沖擊的測試環境。平臺精度等級優先選用00級（平面度≤0.02mm/m），槽寬公差控制在H6級，為測試提供穩定基準。
二、電池包碰撞測試專用方案：強沖擊下的穩定支撐
1.材質與結構優化：選用QT600強度球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+加密加強筋”結構，筋板厚度≥35mm，臺面厚度≥150mm，可承受20g瞬時沖擊載荷，臺面撓度≤0.01mm/m。
2.定點與固定設計：采用寬幅T型槽（槽寬36-45mm），間距100-150mm，搭配12.9級強度防松螺栓與專用防滑夾具，確保電池包測試件牢固固定，碰撞過程中無移位；臺面對稱分布定點銷孔，定點精度≤±0.01mm，保障每次測試安裝位置一致性。
展開 新能源汽車電池科普！磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池有何區別？
在政策的支持，產品技術逐漸成熟的背景下，新能源汽車儼然成為車市新藍海，越來越多人希望入手一款新能源車型。但一直以來，新能源汽車的電池都是梗在準車主心里的一根刺，長續航、高安全性的電池難尋。目前，新能源汽車主要采用的電池有兩種：磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，那么，這兩種電池有什么區別呢？用哪種電池才是最好的選擇呢？
能量密度對比
首先來看能量密度，這是一項影響新能源汽車續航表現的指數，而續航正是諸多用戶最關注的新能源車型參數之一。在這方面，磷酸鐵鋰電池電芯能量密度大概只有 140Wh/kg 左右，而三元鋰電池電芯能量密度能夠達到 240Wh/kg。也就是說，相同重量的電池，三元鋰電池的能量密度是磷酸鐵鋰電池的 1.7 倍，三元鋰電池能夠為新能源汽車帶來更長的續航。
安全性PK
新能源汽車有一點讓車主談之色變，那就是自燃，每年都有不少新能源汽車自燃的事故，而很多時候，這也與電池的穩定性有關。從這方面來說，磷酸鐵鋰電池是目前熱穩定性最好的動力電池，在安全性上相較于三元鋰電池有著絕對的優勢。磷酸鐵鋰電池的電熱峰值高達 350℃，電池內部的化學成分需要達到 500~600℃才會開始分解；而三元鋰電池的熱穩定性表現就很一般了，它在 300℃左右就會開始分解。
也就是說，如果你想要選擇一款新能源車型座駕，比較看重續航表現，那么搭載三元鋰電池的車型具有優勢，如果你更看重安全性能，搭載磷酸鐵鋰電池的車型穩定性更高。當然，這并不意味著三元鋰電池就一定會出事故，它只是相對來說，穩定性較低，絕大部分情況下，其都不會出問題。
展開 電動汽車電池包箱體保溫性能研究與優化
綜合考慮生產成本與保溫性能，方案二初步選擇海綿橡膠作為電池包的保溫材料，厚度為5mm。
3.2 電池包箱體保溫性能仿真計算結果
對鋼制與鋁制電池包箱體模型進行穩態計算，如圖6所示，可以得出結論為：電池包下箱體為主要的傳熱部件，通過增加海綿橡膠后隔熱保溫性能會有提升。
對鋼制與鋁制電池包箱體模型進行瞬態計算，得出其不同工況下不同方案的溫度變化，如圖所示。
3.3 鋼制與鋁制電池包隔熱保溫性能差異性研究
3.3.1 保溫性能對比
對電池包的瞬態仿真結果進行整理可以得出：鋼制與鋁制電池包夏季工況隔熱性能對比（表3）、鋼制與鋁制電池包冬季工況保溫性能對比（表4）。
對上述數據進行比較分析可以得出：
（1）電池包在夏季工況下的隔熱保溫想能優于冬季工況。
（2）鋁制電池包的隔熱保溫性能優于鋼制電池包。
（3）電池包在增加保溫材料后隔熱保溫性能會有提升。
（4）鋼制電池包在夏季和冬季工況下兩種方案均不滿足設計要求。
3.3.2 隔熱保溫性能差異性研究
根據穩態仿真結果分析，電池包的下箱體為主要的散熱部件，所以主要對電池包下箱體進行研究。主要考慮到鋼制與鋁制電池包下箱體材料不同和結構不同。
展開 汽車電池包模型數據stp格式 ￥48
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汽車電池包cae，CFD建模練習可以使用
純電動汽車電池包密封結構研究
同時吸水性較低、具有優異的壓縮應力松弛和抵抗永久變形的能力，適合作為電池包的密封材料。
合適的材料、合理的結構設計，才能使電池包的密封達到優異的狀態。
某純電動汽車電池包安裝點結構設計
1引言
目前國內純電動汽車平臺開發的汽車較少，絕大部分純電動汽車是在傳統燃油車基礎上電動化后開發的新能源汽車。因此探討適合傳動汽車電動化動力電池安裝點的結構設計方法非常重要。本文提出了 一種新型動力電池包安裝點結構設計方法，并對安裝點進行仿真結構驗證分析。
2純電動汽車電池包安裝點結構設計
2.1電池包安裝點簡化模型構建
傳統燃油車基礎電動化開發的新能源汽車， 電池包安裝點模型和受力承力架構如圖l所示。電池包安裝點采用安裝梁結構，前后貫通且前端與前艙縱梁連接形成有效、連貫的封閉的梁結構。
傳統燃油車電動化過程，電池包通常布置在乘員艙地板下部，其布置位置與側圍門檻關系如圖 2所示，門檻梁內板為1.4mm單層鋼板，結構較弱且距離電池包安裝點約有90mm距離，若承擔400Kg電池包重量，在各種工況下的受力，勢必嚴重破壞。根據電池包簡化模型構建思路，設計電池包安裝梁結構，如圖2所示。
2.2電池包安裝梁（點）結構工程設計
純電動車的動力電池巧妙的布置在車身 底板下部 ，電池包厚度高達168（前底板）1286mm（后座），電池包布置在現有車身下部，影響車輛通過性，總布置綜合評估，車身底板局部配合地方向Z正方向偏移50mm,車身安裝梁結構能確保電池包系統的防護安全。根據電池包重量分布，合理的布置10個電池包安裝點，在電池包的安裝點根據圖2所示斷面設計，進行安裝梁的工程設計如圖3所示。
電池包安裝點工程數據按照工藝焊接級次， 左右兩側各由6個級次總成和8個單件零部件構成。工程數據提交CAE分析驗證安裝點強度，對垂直(Z3.5g)、剎車(Xlg,Z-lg)、轉向(Ylg,Z-lg)、剎車＋轉向(XO.7g,YO.7g,Z-lg)四個工況進行分析，如圖4所示。
各種工況條件進行 CAE仿真分析得到如 下分析結果。
展開 【iSolver案例分享58】新能源汽車電池包底座模態分析
【iSolver案例分享58】新能源汽車電池包底座模態分析
1.引言：
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、Ansys、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。本文以新能源汽車電池包底座模態分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。
2.模型背景：
此案例為新能源汽車電池包底座的模態分析，由于汽車在使用過程中會受到路面的隨機振動激勵，對于電池包底座來說，設計初期就應該避免各階模態與路面激勵過于相近的問題，所以需要對其進行模態分析。分析對象為不規則二維實體帶加筋板結構。為保證最大限度將模型劃分為四邊形網格，需要將模型進行適當切分再用殼單元進行離散進行有限元模型建立，其中，電池包底座殼單元厚度為6mm，加筋板厚度為4mm。該結構選用的單位制為SI(mm)制，結構材料為6063鋁，其彈性模量為70e3MPa，泊松比為0.33，密度為2.7e-9tonne/mm3。
3.建模：
有限元模型如下：
為了保證模型的求解精度，整體結構盡可能采用結構化網格劃分，殼單元95%以上均為四邊形單元。模型共劃分為108638個單元。
展開 電動汽車電池包線束設計及制造探討|派歌銳
電動汽車以電能為能源，將所需的電能存儲在動力電池系統中。動力電池包是電動汽車的核心部件，為整車提供電能存儲，是新能源汽車的動力源泉。
汽車電池包線束是動力電池系統電路的網絡主題，主要分為動力系統高壓線束和動力系統低壓線束。
一般的電池包低壓線束承載著模組通信、模組采樣和電池管理等功能。電池包低壓線束一般分為模組通信線束、模組采樣線束、BMS線束等。這里結合實際工作中的經歷和遇到的困擾，主要分析和探討SUV純電動汽車電池包低壓線束設計及制造。
根據電池包位置的不同選擇不同類型的汽車線束，汽車線束符合汽車規范，確保在復雜車用環境保持可靠。
由于汽車低壓線束負責采集電壓、溫度信號及傳遞模組信息，傳輸電流很小，所以連接器選型一般遵循與模組最小的接口，連接器小型化。
由于電池包所處的環境，汽車線束阻燃等級要求達到UL94-V0級別。
汽車線束尤其是連接器要滿足線束生產制造和電池包線束裝配時所產生的外來拉力。
派歌銳電池包線束的特點：
可靠性：承受更高的電流和電壓。
耐久性：承受更多的彎曲和振動。
安全性：防止電擊和火災等危險。
環保性：使用ROHS環保材料。
展開 基于Ncode的新能源汽車電池包隨機振動疲勞分析
圖8 損傷結果
圖9 壽命結果
圖10 應力均方根
四、結果評價
對電池包支架進行振動疲勞分析，可以將電池包振動疲勞分析整個流程固化下來，包括PSD載荷、求解參數設置等，若后續需要更新模型或材料，直接在此模型上進行修改即可完成振動疲勞分析；通過分析可以預測電池包的支架疲勞損傷是否滿足要求，如本例中根據《GBT 31467.3-2015 電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第3部分 安全性要求與測試方法》中7.1振動疲勞法規要求，按規定的功率譜密度及仿真時間，電池包總損傷為0.848。小于1，理論滿足法規要求。
最后，歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 電動汽車電池包熱仿真Step by Step教程
作者：王永康
來源： 仿真秀 （ID:fangzhenxiu2018）
導讀
本案例主要是對某電動包Pack進行整包的熱仿真計算。詳細講解了電池包CAD模型的修復處理、CAD模型導入Icepak、Icepak熱模型的修復、Icepak熱模型的網格劃分過程及修復、求解計算的設置、直到最終后處理顯示，并提出熱流優化的方向。通過Step by step進行講解，用戶可學習到：
① SCDM修復此類電池包的技巧及規則
② SCDM如何將CAD模型導入Icepak
③ Icepak熱模型的網格劃分技巧
④ 熱模型求解計算的設置
⑤ Icepak后處理結果顯示
⑥ 要求SCDM版本為18.1以上
一、問題描述
對電動汽車而言，電池Pack的熱控（降溫、加熱）非常關鍵。本算例的電池包模型主要包括Pack外殼、多個電池模塊、電池模塊固定架、出風口及三個軸流風機；對于此類機箱熱模擬而言，需要輸入風機本身的P-Q曲線，設置電池包各個部件的材料屬性（尤其是導熱率）和熱耗；在計算強迫風冷的同時，考慮電池包外部空氣區域與外殼的自然對流及輻射換熱計算。
展開 新能源汽車電池包液冷熱流如何計算？
作者：王永康
來源：仿真秀
導讀：“蓋世汽車據外媒報道，美國普渡大學（Purdue University）研究人員研發出一項新型電動汽車技術，該技術結合了電池和氫能，能量密度非常高，只需要快速補充電池液就可讓乘用車續航里程達到5000公里以上”。
該技術使用專利的“液流”系統，通過單電池液產生電力，為電動汽車提供動力，并且可根據需要產生氫能。
汽車的發展不僅推動了現代社會的進步，而且促進了地區之間的交流，但同時也帶來了環境污染及能源消耗問題。以電動汽車為代表的新能源汽車將是解決汽車工業可持續發展問題的重要途徑之一。動力電池作為電動汽車的關鍵零部件，直接影響著電動汽車產業化的進程。因此，針對動力電池的熱管理系統研究是十分必要與迫切的。
設計性能良好的電池組熱管理系統，要采用系統化的設計方法。很多研究文獻都介紹了各自設計的熱管理方法，因此，在儲能系統電池組應用中，還需要對電池進行熱管理設計。
但真實的電池組熱環境是極其復雜的，依靠傳統理論的手動計算或經驗估計，已經無法滿足對產品研發的需求，因此需要借助成熟的CFD技術來完善對電池組熱特性的準確評估與分析，合理優化改善電池組內部熱環境，提高其可靠性。
Icepak熱分析軟件可以解決各種不同尺度級別熱模型，或者幾何尺寸細長比比較小的熱模型散熱問題，同時提供了電池包熱仿真需要的風扇風機模型（可輸入P-Q曲線）、導流板模型、快速提取風管模型、電池包殼單元模型，因此Icepak可以快速建立電池包幾何建模、同時具有豐富的網格類型、網格質量評價工具，其計算求解精度高且穩定，并具有豐富的后處理功能。
仿真分析與實測數據的對比結果表明，Icepak 能夠有效模擬電池組的溫度場及流場，可以作為一種溫度試驗仿真技術用于電池組的熱管理設計與優化。
展開 
仿真APP在汽車電池包隨機振動分析中的應用
汽車電動化、智能化、綠色化發展已成為全球各國應對氣候變化、實現低碳發展的共同選擇。在此背景下，新能源汽車持續高速發展。電池包作為新能源汽車的“心臟”，是其主要動力來源，直接影響車輛的續航里程與行駛安全。電池包結構的安全可靠性對新能源汽車至關重要，同時也是衡量新能源汽車產品競爭力的重要指標之一。
圖1 新能源汽車電池包結構示意圖
汽車在路面行駛時，會遭遇到較為復雜的路面工況，比如顛簸路、補丁路、坑洼路等，這些路面不平度所產生的激勵通過車身傳遞給電池包。為了確保結構不受破壞，電池包必須具備足夠的強度來承受路面的隨機載荷。
通常獲取電池包結構振動特性的途徑包括數值仿真與試驗方法。試驗方法可依據《GB38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求》進行測試，該國標對于不同類型車輛及振動測試條件等均有明確說明。但試驗方法需要物理樣機，測試過程較長、成本較高。鑒于電池包內部結構復雜，且設計變更頻率較高，因此借助數值仿真的手段可大幅提升產品優化迭代的效率，縮短研發周期，降低測試成本。
電池包隨機振動仿真可用于評估電池包在振動條件是否滿足結構性能要求。這種分析方法有效確保了電池包在汽車正常行駛過程中不產生振動破壞。通過隨機振動仿真，可以識別結構振動風險以及潛在的結構失效位置，進而采取相應的措施來改善設計或加強結構，提高電池包的可靠性和安全性。
展開 淺析汽車動力電池包的組成、成組技術及成組效率對比
摘要：本文在概述了汽車動力電池包組成的基礎上，重點探討了動力電池成組對電芯高能量密度、輕量化、結構設、安全、熱管理、電氣、標準化設計要求的要點，并對動力電池成組效率進行比較。
關鍵詞：組成 要求 效率
1 汽車動力電池包的組成
在純電動汽車中，動力電池包作為汽車唯一的動力來源，動力電池包電能的高低決定了電動汽車的行駛里程。提高動力電池包電能的方法有兩種：采用高容量的電芯，使用更多的電芯。一般電芯容量越高，成本也越高。因此優化動力電池包的結構，盡量使用更多的電芯成為動力電池設計過程需要考慮的重要因素。
動力電池系統
1）動力電池模組
2）結構系統
結構系統主要由動力電池PACK上蓋、托盤、各種金屬支架、端板和螺栓組成，可以看作是動力電池PACK的“骨骼”，起到支撐、抗機械沖擊、機械振動和環境保護（防水防塵）作用。
展開 某型電動汽車電池包結構安全性研究
來源：上海理工大學
0.引言
目前，針對電池箱體結構性能方面的研究主要是集中在靜態分析、動態分析等方面。電池箱的靜態分析的目的在于分析電池箱的承載能力、抗變形能力，找到設計不足之處，從而優化電池箱的薄弱位置，保障動力電池安全。動態分析主要是指模態分析、定頻振動分析、隨機振動分析等，用來分析電池箱在路面不平度激勵下，電池箱容易振動的薄弱位置，對電池箱進行抗振優化設計，提高其抗振性能。本文基于某汽車主機廠的純電動汽車電池結構項目，首先通過HyperMesh建立了電池包的有限元模型，進行了靜力學分析，結果表明在3種典型工況下，最大應力均小于屈服強度，滿足安全系數，結構未發生失效；然后，基于OptiStruct進行了電池包模態分析和隨機振動分析，確認了結構失效的最危險位置；最后進行了掃頻試驗、隨機振動試驗。試驗結果表明，該動力電池包滿足在通過不平路面引起的隨機振動下的安全性能要求。對比了掃頻試驗得到的實際模態與仿真計算得到的模態，驗證了仿真結果的可靠性。
1.電池包有限元分析模型的建立
電池包由上蓋、下箱體、模組、銅排、BDU、BMU、接插件、防爆閥、冷卻系統等部分構成。某汽車主機廠的純電動汽車電池結構的三維結構圖如圖1所示，其長×寬×高分別為1473.6mm×1190mm×146mm。電池包具體參數如表1所示。上箱體材料為SMC復合材料，密度為1.7e-9kg/m3，楊氏模量為1.0e+4MPa，泊松比為0.3。下箱體材料為Al6061-T6,密度為2.7e-9kg/m3，楊氏模量為7.0e+4MPa，泊松比為0.33。 在保證計算精度前提下，對電池包進行簡化，以HyperMesh軟件建立電池包有限元模型，以質量點的形式模擬電池、模型質量的檢查，為動力電池包的箱體和電池模組單元賦予材料屬性、約束及載荷施加以及工況的定義等。
展開 新能源汽車電池包箱體的輕量化發展
作者： 司福建 時紅海 吳中旺 劉暢 賴興華
清華大學蘇州汽車研究院
隨著世界能源危機和環境污染問題日益嚴重，汽車輕量化越來越受到人們的重視。輕量化對汽車節能減排的效果直接而顯著，試驗證明，對于傳統燃油汽車，汽車整備質量每減輕10%，可降低油耗6%～8%，排放下降3%～4%；對于新能源純電動汽車，汽車整備質量每減少10%，電耗下降5.5%，續航里程增加5.5%。同時汽車質量的降低可減小汽車制動距離，提高安全性能。所以，無論是對傳統燃油汽車，還是對新能源汽車，汽車輕量化研究均具有重要意義。
輕量化并非簡單地將整備質量減輕，而是在保證強度和安全性能的前提下盡可能地降低整備質量并保證制造成本在合理范圍內，以實現安全性和經濟性的兼顧統一。電池包箱體作為動力電池的承載和防護機構，在電池包系統中占據重要位置，而且其整備質量目前偏大，具有較大的輕量化空間，同時政策對于電池包能量密度的要求逐步提高，使得電池包箱體輕量化發展具有很強的緊迫性。
針對輕量化過程中引入的新材料和新結構連接需求，本文對電池包箱體輕量化的發展及新型連接技術的應用進行綜述，旨在對輕量化設計和制造提供有益借鑒。
電池包箱體的輕量化發展
傳統電池包箱體一般采用低碳鋼鈑金和焊接工藝加工而成，成本較低但箱體質量較大，嚴重影響電池包系統能量密度的提高和新能源汽車的輕量化，不符合發展趨勢，需要進行輕量化改進。目前針對電池包箱體輕量化的主要手段為輕量化材料應用和輕量化結構設計。
輕量化材料的應用
電池箱輕量化材料應用主要包括鋁合金材料、高強鋼材料和復合材料的應用等，目前鋁合金替代傳統低碳鋼在電池箱上得到了大范圍的應用，鋁合金箱體成為電池箱體發展的一個重要方向。
鋁是最常用的金屬材料之一，同時也是地殼中分布最廣、儲存量最多的元素之一，占地殼質量的8.13%。
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