電池包仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：CAE追夢(mèng)者 創(chuàng)建時(shí)間：2019-11-03
電池包仿真的視頻教程
新能源汽車(chē)電池包結(jié)構(gòu)仿真教程25講-獲得Hypermesh、Abaqus和nCode聯(lián)合仿真分析能力
《電池包結(jié)構(gòu)仿真教程 25講》獲得Hypermesh、Abaqus和nCode聯(lián)合仿真分析能力，是筆者汽車(chē)行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，它包括新能源汽車(chē)電池包網(wǎng)格劃分、電池包國(guó)標(biāo)仿真、電池包疲勞仿真。講解了電池包有限元模型的建立，講解了ncode進(jìn)行定頻掃頻隨機(jī)振動(dòng)疲勞求解方法，電池包模態(tài)接觸處理方法、電池包的螺栓，膠結(jié)，焊接處理方法和abaqus計(jì)算電池包模態(tài)，沖擊，跌落，碰撞，擠壓的方法等。
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Ansys在電池包結(jié)構(gòu)仿真方案中的應(yīng)用
適用人群：電池包行業(yè)從業(yè)人員，對(duì)電池包仿真感興趣的初學(xué)者。 Ansys在電池包結(jié)構(gòu)仿真方案中的應(yīng)用【已結(jié)束】??直播時(shí)間：2020-07-07 16:00 電動(dòng)汽車(chē)采用鋰離子動(dòng)力電池包安全性測(cè)試方法中涉及到很多項(xiàng)目，包括振動(dòng)、機(jī)械沖擊、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓、溫度沖擊等。
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電池包仿真設(shè)計(jì)研討會(huì)培訓(xùn)
電池包仿真設(shè)計(jì)研討會(huì)培訓(xùn) 適用人群： 從事電池行業(yè)，對(duì)人工智能感興趣的人群 直播內(nèi)容： 1. 聚焦電池包研發(fā)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域； 2. 電池包概念設(shè)計(jì)、電池包熱管理； 3. 利用數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化電池開(kāi)發(fā)和運(yùn)行； 4. 電池包輕量化及安全設(shè)計(jì)； 5. 電芯安全問(wèn)題等。
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電池包仿真的實(shí)例教程
電池包作為新能源汽車(chē)的“心臟”，是其主要?jiǎng)恿?lái)源，直接影響車(chē)輛的續(xù)航里程與行駛安全。電池包結(jié)構(gòu)的安全可靠性對(duì)新能源汽車(chē)至關(guān)重要，同時(shí)也是衡量新能源汽車(chē)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)之一。
圖1 新能源汽車(chē)電池包結(jié)構(gòu)示意圖
汽車(chē)在路面行駛時(shí)，會(huì)遭遇到較為復(fù)雜的路面工況，比如顛簸路、補(bǔ)丁路、坑洼路等，這些路面不平度所產(chǎn)生的激勵(lì)通過(guò)車(chē)身傳遞給電池包。為了確保結(jié)構(gòu)不受破壞，電池包必須具備足夠的強(qiáng)度來(lái)承受路面的隨機(jī)載荷。
通常獲取電池包結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的途徑包括數(shù)值仿真與試驗(yàn)方法。試驗(yàn)方法可依據(jù)《GB38031-2020電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》進(jìn)行測(cè)試，該國(guó)標(biāo)對(duì)于不同類(lèi)型車(chē)輛及振動(dòng)測(cè)試條件等均有明確說(shuō)明。但試驗(yàn)方法需要物理樣機(jī)，測(cè)試過(guò)程較長(zhǎng)、成本較高。鑒于電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且設(shè)計(jì)變更頻率較高，因此借助數(shù)值仿真的手段可大幅提升產(chǎn)品優(yōu)化迭代的效率，縮短研發(fā)周期，降低測(cè)試成本。
電池包隨機(jī)振動(dòng)仿真可用于評(píng)估電池包在振動(dòng)條件是否滿足結(jié)構(gòu)性能要求。這種分析方法有效確保了電池包在汽車(chē)正常行駛過(guò)程中不產(chǎn)生振動(dòng)破壞。通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)仿真，可以識(shí)別結(jié)構(gòu)振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)以及潛在的結(jié)構(gòu)失效位置，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施來(lái)改善設(shè)計(jì)或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高電池包的可靠性和安全性。
一、仿真APP解決方案
本案例基于伏圖隱式結(jié)構(gòu)分析功能對(duì)某新能源汽車(chē)電池包進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)仿真，并對(duì)仿真流程進(jìn)行無(wú)碼化快速封裝，形成專用的汽車(chē)電池包隨機(jī)振動(dòng)仿真APP，可實(shí)現(xiàn)以下功能：
快速評(píng)估不同材料對(duì)箱體結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)特性的影響；
快速評(píng)估不同結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)對(duì)電池包結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的影響；
考查不同模態(tài)數(shù)及掃頻區(qū)間對(duì)結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)結(jié)果的影響；
可快速設(shè)置不同放大系數(shù)下的功率譜密度對(duì)結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)的影響，評(píng)估在極端工況下電池包結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性。
展開(kāi) 電池包密封圈
電池包的設(shè)計(jì)要求具有電氣設(shè)備外殼的IP67防水防塵護(hù)等級(jí)要求，其密封設(shè)計(jì)格外重要。 對(duì)于自然風(fēng)冷散熱的電池包，電池箱必須是完全密封的，在箱體或者箱蓋上設(shè)有透氣不透水平衡閥，起到平衡內(nèi)外壓力、防爆的作用； 對(duì)于靠強(qiáng)制風(fēng)冷的電池包，除了通風(fēng)孔處，其余位置不允許發(fā)生泄露；電池箱的上下蓋必須加密封圈、電氣件接插口和進(jìn)出口風(fēng)道的位置必須加密封墊。
目前市面上的電池包中，主要有三大類(lèi)密封圈。分別是橡膠類(lèi)密封圈（材質(zhì)主要為EPDM、SBR）、膠黏劑類(lèi)（材質(zhì)主要為有機(jī)硅體系）、泡棉膠帶類(lèi)（材質(zhì)主要為發(fā)泡硅橡膠、聚氨酯等）。
Ls-Dyna在電池包密封圈壓縮仿真中的應(yīng)用
? LS-DYNA使用同一模型可以同時(shí)求解結(jié)構(gòu)-熱-電等多方面的多物理場(chǎng)問(wèn)題，在仿真過(guò)程中，可以一次性得到結(jié)構(gòu)變形信息、熱信息、電流電壓及剩余載荷等信息?，可以有效地應(yīng)用于電池包密封圈的壓縮仿真，提供詳細(xì)的仿真結(jié)果，幫助工程師優(yōu)化設(shè)計(jì)并減少實(shí)際測(cè)試的需求。
11月26日，技術(shù)鄰優(yōu)秀講師為您帶來(lái)直播：基于Ls-Dyna的電池包密封圈壓縮仿真，直播將基于Ls-Dyna介紹新能源汽車(chē)電池包密封圈壓縮仿真解決方案，報(bào)名直播還可領(lǐng)課程案例文件，下滑了解預(yù)約??
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直播主題：
基于Ls-Dyna的電池包密封圈壓縮仿真
講師介紹：
藍(lán)白情愫
6年結(jié)構(gòu)仿真經(jīng)驗(yàn)，目前就職于某新能源大廠，擅長(zhǎng)電池包結(jié)構(gòu)仿真、流固耦合仿真。
直播內(nèi)容：
針對(duì)電池包密封圈壓縮工況，基于Ls-Dyna進(jìn)行仿真。
在本課程可以學(xué)到材料本構(gòu)選擇、螺栓預(yù)緊力動(dòng)態(tài)松弛、密封圈壓縮仿真技術(shù)問(wèn)題解決方案、密封圈壓縮仿真技術(shù)路線拓展等內(nèi)容。
展開(kāi) 有限元仿真技術(shù)自進(jìn)入中國(guó)之后，受到各大企業(yè)的重視。新能源領(lǐng)域上規(guī)模的企業(yè)都做過(guò)仿真分析，不少企業(yè)都與我司有過(guò)仿真方面的合作。
1
電池包——振動(dòng)仿真
分析背景：蓄電池包或系統(tǒng)安裝在振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)測(cè)試在三個(gè)方向上進(jìn)行，測(cè)試從Z軸開(kāi)始，然后是Y軸，最后是X軸。
判斷試驗(yàn)是否通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)中，要求蓄電池包或系統(tǒng)保持連接可靠、結(jié)構(gòu)完好，無(wú)外殼破裂。
蓄電池包Y軸振動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)部連接區(qū)域最大應(yīng)力低于所用材料屈服強(qiáng)度（SPCC/166Mpa），連接可靠。
振動(dòng)測(cè)試功率譜密度（PSD）值和頻率
2
電池包——沖擊仿真
蓄電池包或系統(tǒng)無(wú)電泄露、外殼破裂、著火或爆炸現(xiàn)象。
3
電池包——翻轉(zhuǎn)仿真
試驗(yàn)中，要求蓄電池包或系統(tǒng)無(wú)外殼破裂，連接可靠、結(jié)構(gòu)完好。
試驗(yàn)裝置
4
電池包——跌落仿真
蓄電池包或系統(tǒng)以實(shí)際維修或者安裝過(guò)程中最可能跌落的方向，若無(wú)法確定最可能跌落的方向，則沿Z軸方向，從1m的高度處自由跌落到水泥地面上。
蓄電池包或系統(tǒng)無(wú)電解液泄露、著火或爆炸現(xiàn)象。
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目前動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)中面臨的問(wèn)題：
? 性能(能量密度及功率密度)
? 耐用性和使用壽命(考慮在不同環(huán)境和使用周期)
? 安全性(考慮惡劣環(huán)境)
? 費(fèi)用成本
? 復(fù)雜的多尺度、多物理場(chǎng)系統(tǒng)
? 快速發(fā)展的材料和設(shè)計(jì)理念
? 現(xiàn)有軟件工具局限性
目錄
1. 動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)中面臨的問(wèn)題
2. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真類(lèi)別
3. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真解決方案
3.1 新能源動(dòng)力電池整包自重分析
3.2新能源汽車(chē)動(dòng)力電池模組強(qiáng)度分析
3.3新能源汽車(chē)動(dòng)力電池單體強(qiáng)度分析
3.4新能源汽車(chē)動(dòng)力電池pack振動(dòng)性能仿真
3.5新能源電池包機(jī)械沖擊仿真
3.6 新能源汽車(chē)動(dòng)力電池單體跌落仿真
3.7 新能源電池包跌落仿真
3.8 基于Mechanical的新能源動(dòng)力電池整包擠壓計(jì)算
3.9 新能源動(dòng)力電池包PSD隨機(jī)振動(dòng)及疲勞壽命計(jì)算
4. 電池包行業(yè)結(jié)構(gòu)仿真分析案例
4.1 ANSYS解決方案的特點(diǎn)
4.2 電池包模型，材料，與網(wǎng)格
4.3 電池包邊界條件和求解
4.4 電池包案例分析
4.5 結(jié)果分析
以下內(nèi)容截取自該篇資料
新能源動(dòng)力電池整包自重分析
輸入條件：電池包整包的3D分析模型，材料力學(xué)屬性，標(biāo)準(zhǔn)重力加速度及安裝孔固定約束。
仿真流程：
? 目的：研究電池包在自重作用下的強(qiáng)度。
? 載荷：標(biāo)準(zhǔn)的重力加速度。
? 邊界條件：電池底部安裝孔固定。
結(jié)果與效果：
? 電池重量大的地方位移就大，圖中右下角模組位移最大0.1mm。
展開(kāi) 動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)中面臨的問(wèn)題
2. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真類(lèi)別
3. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真解決方案
3.1 新能源動(dòng)力電池整包自重分析
3.2新能源汽車(chē)動(dòng)力電池模組強(qiáng)度分析
3.3新能源汽車(chē)動(dòng)力電池單體強(qiáng)度分析
3.4新能源汽車(chē)動(dòng)力電池pack振動(dòng)性能仿真
3.5新能源電池包機(jī)械沖擊仿真
3.6 新能源汽車(chē)動(dòng)力電池單體跌落仿真
3.7 新能源電池包跌落仿真
3.8 基于Mechanical的新能源動(dòng)力電池整包擠壓計(jì)算
3.9 新能源動(dòng)力電池包PSD隨機(jī)振動(dòng)及疲勞壽命計(jì)算
4. 電池包行業(yè)結(jié)構(gòu)仿真分析案例
4.1 ANSYS解決方案的特點(diǎn)
4.2 電池包模型，材料，與網(wǎng)格
4.3 電池包邊界條件和求解
4.4 電池包案例分析
4.4.1 模型處理
4.4.2 網(wǎng)格劃分
4.4.3連接設(shè)置
4.4.4 跌落求解設(shè)置
4.5 結(jié)果分析
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太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并可儲(chǔ)存起來(lái)。將多塊太陽(yáng)能電池板排列成陣列，并隨太陽(yáng)光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽(yáng)能。
在仿真案例中，將一個(gè)簡(jiǎn)單的球體放置在典型的硅材料太陽(yáng)能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達(dá)板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對(duì)流，僅研究輻射效應(yīng)。
目標(biāo)
觀察由于一個(gè)發(fā)熱物體的輻射作用，太陽(yáng)能電池板上的熱流密度和溫度分布。
? 汽車(chē)與新能源：整車(chē)碰撞仿真替代 70% 以上物理試驗(yàn)，縮短安全開(kāi)發(fā)周期 50%；電池包仿真提前識(shí)別熱失控風(fēng)險(xiǎn)，降低召回與安全事故概率；車(chē)身輕量化與耐撞性協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)減重與安全的雙重目標(biāo)。
? 航空航天：精準(zhǔn)模擬鳥(niǎo)撞、冰雹沖擊、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片脫落、水上迫降等場(chǎng)景，保障飛行器結(jié)構(gòu)安全；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊仿真，助力輕量化設(shè)計(jì)與強(qiáng)度驗(yàn)證。
comsol鈣鈦礦太陽(yáng)能電池仿真2個(gè)月前
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池仿真，半導(dǎo)體模塊不會(huì)設(shè)置，需要出p-v J-V曲線圖，還請(qǐng)大神們指點(diǎn)一二
本文原刊登于Ansys.com：《How Simulation Boosts Efficiency in EV Battery Manufacturing》
作者：Laura Carter | Ansys 高級(jí)市場(chǎng)傳播經(jīng)理
編輯整理：陳桂杰 | Ansys主任應(yīng)用工程師
Ansys助力解決固態(tài)電池解決方案的迫切需求
電池工藝商面臨的一項(xiàng)持續(xù)挑戰(zhàn)是尋求更安全、更高效的鋰離子電池替代品
新能源汽車(chē)試驗(yàn)T型槽平臺(tái)：電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)試專用方案
在新能源汽車(chē)研發(fā)與質(zhì)檢領(lǐng)域，電池包碰撞測(cè)試與電機(jī)耐久測(cè)試是評(píng)估核心部件安全性與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車(chē)試驗(yàn)T型槽平臺(tái)作為測(cè)試的核心基準(zhǔn)載體，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能參數(shù)直接決定測(cè)試數(shù)據(jù)的性與測(cè)試過(guò)程的安全性。本文結(jié)合新能源汽車(chē)試驗(yàn)平臺(tái)、電池包測(cè)試專用T型槽、電機(jī)耐久試驗(yàn)基準(zhǔn)臺(tái)等高頻關(guān)鍵詞，針對(duì)性解析適配電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)試的專用方案
新能源汽車(chē)與儲(chǔ)能
為特斯拉等車(chē)企提供車(chē)身碰撞與電池包安全仿真方案
支持寧德時(shí)代等電池廠商研發(fā)下一代固態(tài)電池技術(shù)
3. 能源裝備與重型機(jī)械
構(gòu)建風(fēng)電裝備數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)疲勞壽命預(yù)測(cè)與故障預(yù)警
模擬深海裝備耐壓結(jié)構(gòu)，大幅降低研發(fā)測(cè)試成本
4.
一期一會(huì) | 什么是顯式動(dòng)力學(xué)？6個(gè)月前
因此，所有車(chē)輛制造商都會(huì)使用LS-DYNA軟件或類(lèi)似軟件工具等應(yīng)用，對(duì)整個(gè)車(chē)輛、安全帶系統(tǒng)、安全氣囊和電池包進(jìn)行仿真。
人體碰撞
這類(lèi)在極短時(shí)間內(nèi)向物體施加力的事件，不僅會(huì)發(fā)生在產(chǎn)品和機(jī)械系統(tǒng)上，而且還會(huì)作用于人體。因此，工程師在顯式動(dòng)力學(xué)仿真中納入了高保真度、結(jié)構(gòu)化的人體模型，如Ansys Hans模型。
例如某新能源學(xué)員完成電池包熱應(yīng)力仿真后，講師對(duì)比其企業(yè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)仿真的殼體最大應(yīng)力值比實(shí)驗(yàn)值低12%，隨即指導(dǎo)學(xué)員修正“對(duì)流換熱系數(shù)設(shè)置（從10W/(m2·K)調(diào)整為12W/(m2·K)）”，直至結(jié)果達(dá)標(biāo)。
www.yqgqt.org.cn/training/details/ansys）；Fluent模塊專攻流-熱-固耦合分析，針對(duì)電池包液冷系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱通道等場(chǎng)景，通過(guò)20+復(fù)雜工況案例，教授流場(chǎng)與熱場(chǎng)的耦合設(shè)置技巧（鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/training/details/fluent）；LSDYNA模塊聚焦瞬態(tài)沖擊熱應(yīng)力問(wèn)題，結(jié)合15+實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目（如汽車(chē)保險(xiǎn)杠碰撞熱應(yīng)力、電池包擠壓熱失控仿真
新能源電池包熱應(yīng)力防護(hù)如何筑牢安全防線？6個(gè)月前
Ansys熱應(yīng)力分析可使電池包散熱板開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)降低30%、熱失控預(yù)警時(shí)間提前8分鐘，構(gòu)建全周期安全防護(hù)體系，技術(shù)鄰依托資深師資團(tuán)隊(duì)打造的定制培訓(xùn)，能讓企業(yè)工程師快速掌握這套核心防護(hù)技術(shù)。
新能源汽車(chē)電池包的熱應(yīng)力安全問(wèn)題，是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。電池包在充放電、高溫環(huán)境及熱失控初期均會(huì)產(chǎn)生顯著熱應(yīng)力，若管控不當(dāng)，極易引發(fā)殼體破裂、電芯擠壓短路等嚴(yán)重安全隱患。技術(shù)鄰服務(wù)20+新能源頭部企業(yè)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)顯示
