電池包擠壓 汽車CAE的案例
元王二次開發(fā)丨新能源汽車電池包CAE有限元仿真分析
掣肘新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素是什么？
是續(xù)航能力，是電池！
節(jié)能環(huán)保的理念深入人心，國家大力推行，新能源汽車已是大勢所趨，新能源汽車各方面技術(shù)已經(jīng)漸漸趨于成熟，但是電池技術(shù)還有待突破，電池設(shè)計(jì)的進(jìn)展就是新能源汽車進(jìn)步的核心，所以新能源汽車電池包的設(shè)計(jì)開發(fā)是重中之重！
如今很多廠商已經(jīng)采用仿真軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的模擬測試，但是效率可能并未有質(zhì)的飛躍，如何快速將仿真效率提升50%以上，不妨試試元王電池包自動化CAE平臺！
電池包自動化CAE平臺就是元王針對電池包產(chǎn)品定制化二次開發(fā)的CAE仿真平臺。不可否認(rèn)，原有仿真軟件功能強(qiáng)大，通用性強(qiáng)，但大家都是這么用，仿真效率卻很難再有突破。而元王不改變現(xiàn)有仿真軟件系統(tǒng)內(nèi)核，針對電池包進(jìn)行定制化修改和功能擴(kuò)展?！搬槍π浴薄岸ㄖ苹本褪切噬壍年P(guān)鍵。
元王電池包自動化CAE平臺，經(jīng)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，前處理建模時間平均縮短50%，后處理周期平均縮短70%，那元王電池包二次開發(fā)仿真軟件到底是如何實(shí)現(xiàn)效率提升的呢？
1. 前處理界面流程化導(dǎo)航
2. 網(wǎng)格自動劃分及質(zhì)量調(diào)整
3.
展開 基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析（電池包擠壓仿真可參考）并輸出截面力 ￥25
以一個簡單的擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何定義控制輸出等。
還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
使用*DATABASE_CROSS_SECTION 和 *DATABASE_SECFORC可以獲得一個橫截面上的內(nèi)力和內(nèi)力矩。注意，在使用set選項(xiàng)設(shè)置橫截面時，必須提供用于定義橫截面路徑的節(jié)點(diǎn)集以及橫截面某一側(cè)的至少一個單元集。本案例在這里只講述如何輸出截面力，關(guān)于截面如何創(chuàng)建、截面力輸出如何控制、如何輸出截面力具體操作見收費(fèi)內(nèi)容部分。至于壓頭擠壓力輸出可學(xué)習(xí)空間內(nèi)另一個案例《基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析-2》。
擠壓動圖
有限元模型
輸出截面力
本案例僅提供模型文件結(jié)果文件及相關(guān)指導(dǎo)，凡購買的朋友針對本案例仿真實(shí)現(xiàn)上有什么疑問可以私信。
展開 基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析（電池包擠壓仿真可參考）并輸出螺栓剪切力及軸向力 ￥20
以一個簡單的擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hypergraph中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何定義控制輸出等。
還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
Beam單元創(chuàng)建焊點(diǎn)單元或作為螺栓單元，通過控制輸出其受到的軸向力及剪切力。至于壓頭擠壓力輸出可學(xué)習(xí)空間內(nèi)另一個案例《基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析-2》。
擠壓動圖
有限元模型
軸向力
軸向力（濾波處理）
剪切力
剪切力（濾波處理）
本案例僅提供模型文件及結(jié)果文件及其它相關(guān)教程，更加詳細(xì)的內(nèi)容見收費(fèi)部分，針對本案例在實(shí)現(xiàn)上有什么疑問可私信。
展開 abaqus電池包擠壓分析（附模型及分析流程） ￥46
1 問題設(shè)定 新能源汽車電池包擠壓分析的目的是采用 FEA 方法檢驗(yàn)電池包是否可以滿足國標(biāo)對電 池包擠壓性能的要求，包括電池包在擠壓過程中的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力以及整體剛度等指標(biāo)。
本 案例是利用 Abaqus2017 來建模以及求解。 電池包構(gòu)件 電池包擠壓幾何模型（上下灰色的平板為剛體擠壓板）
部件的網(wǎng)格類型
以下內(nèi)容包含完整的詳細(xì)教程，附件為完整教程文檔和CAE模型文件.rar
LS-DYNA電池包擠壓模擬 ￥100
<p><span style="color: rgb(64, 64, 64);">在LS-DYNA中開展電池包擠壓模擬，通過仿真手段全面評估電池包在極端載荷下的結(jié)構(gòu)安全性和失效行為。</span></p><p>通過本帖子提供的k文件，讀者可以學(xué)到：</p><h3>（1）材料模型的選擇及失效準(zhǔn)則定義</h3><h3>（2）復(fù)雜接觸定義方法</h3><h3>（3）動態(tài)載荷與邊界條件設(shè)置</h3><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202503/attachment/a0e7b23aa3674fc39d24c78c21b7cff5.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/a0e7b23aa3674fc39d24c78c21b7cff5.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/a0e7b23aa3674fc39d24c78c21b7cff5.png?
展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之CRB創(chuàng)建 ￥15
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何創(chuàng)建CRB連接（螺栓連接中常用的連接方式）等。
分析結(jié)果
分析模型
創(chuàng)建圖上所示的CRB
本案例僅提供模型文件結(jié)果文件及相關(guān)指導(dǎo)，凡購買的朋友針對本案例仿真實(shí)現(xiàn)上有什么疑問可以私信。
展開 復(fù)現(xiàn)一篇論文里得均質(zhì)化電池包的擠壓模擬 ￥48.88
車用動力電池的擠壓載荷變形響應(yīng)及內(nèi)部短路失效分析_蘭鳳崇.pdf
復(fù)現(xiàn)的文獻(xiàn)是《車用動力電池的擠壓載荷變形響應(yīng)及內(nèi)部短路失效分析_蘭鳳崇》。是華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)的一篇EI文獻(xiàn)。
文獻(xiàn)中所提到的模型材料參數(shù)、電池的各向同性本構(gòu)方程都比較詳細(xì)，用getdate扣下曲線數(shù)據(jù)，與我本文里的復(fù)現(xiàn)仿真模型導(dǎo)出的曲線對比，誤差較小，論文模型復(fù)現(xiàn)成功。
case1-case5除了復(fù)現(xiàn)論文用的不同壓頭，還替換了平面等擠壓方式。
收費(fèi)視頻包含lspp入門詳細(xì)操作過程，對剛接觸LS-prepost和LS-DYNA的工程師較友好。
收費(fèi)文件為復(fù)現(xiàn)全過程文件及操作視頻，包含初始的邊界條件文件。
注意：以下為論文無法完美復(fù)現(xiàn)仿真的原因，沒有給出鋁殼材料塑性段以及內(nèi)芯與鋁殼的實(shí)際間隙。
展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之單元失效模擬 ￥15
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何創(chuàng)建單元失效。
擠壓動圖（含單元失效）
位移云圖（含單元失效）
擠壓力隨時間變化曲線
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展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之焊點(diǎn)失效模擬 ￥35
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何創(chuàng)建CRB連接（螺栓連接中常用的連接方式），如何創(chuàng)建MAT100焊點(diǎn)（焊點(diǎn)失效）。
擠壓模擬（有焊點(diǎn)失效）
擠壓模擬（有焊點(diǎn)失效）
頂部右側(cè)焊點(diǎn)3701（有焊點(diǎn)失效）軸向力、剪切力
擠壓模擬（無焊點(diǎn)失效）
擠壓模擬（無焊點(diǎn)失效）
頂部右側(cè)焊點(diǎn)3701（無焊點(diǎn)失效）軸向力、剪切力
本案例僅提供模型文件結(jié)果文件及相關(guān)指導(dǎo)，凡購買的朋友針對本案例仿真實(shí)現(xiàn)上有什么疑問可以私信。
展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包X向/Y向擠壓 ￥20
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何創(chuàng)建CRB連接（螺栓連接中常用的連接方式）。本案例重點(diǎn)對比的是控制某些參數(shù)實(shí)現(xiàn)各個方向的位移約束和各個方向的轉(zhuǎn)動約束，從而實(shí)現(xiàn)X向/Y向兩個方向的電池包擠壓。
電池包X向擠壓模擬
電池包Y向擠壓模擬
本案例僅提供模型文件結(jié)果文件及相關(guān)指導(dǎo)，凡購買的朋友針對本案例仿真實(shí)現(xiàn)上有什么疑問可以私信。更多知識點(diǎn)、注意點(diǎn)見收費(fèi)部分。
展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之焊點(diǎn)失效模擬-2 ￥20
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何創(chuàng)建CRB連接（螺栓連接中常用的連接方式），如何創(chuàng)建MAT100焊點(diǎn)（焊點(diǎn)失效）。
擠壓模擬（有焊點(diǎn)失效）
軸向力與剪切力（有焊點(diǎn)失效）
本案例僅提供模型文件結(jié)果文件及相關(guān)指導(dǎo)，凡購買的朋友針對本案例仿真實(shí)現(xiàn)上有什么疑問可以私信。更多知識點(diǎn)、注意點(diǎn)見收費(fèi)部分。與11月3日發(fā)的案例《基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之焊點(diǎn)失效模擬》的不同之處在于，本案例并不是根據(jù)軸向力或剪切力來定義失效。
展開 
基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之螺栓預(yù)緊力模擬 ￥20
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實(shí)現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計(jì)算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何創(chuàng)建beam單元，如何創(chuàng)建螺栓連接（使用rigid單元、beam單元），如何創(chuàng)建螺栓預(yù)緊力，如何控制輸出beam單元的軸向力及剪切力。
還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
基于LS-DYNA的電動汽車電池擠壓損傷仿真分析
摘 要：新能源汽車電池包在使用過程中，會因?yàn)橐恍┹p微碰撞、沖擊或者長期振動等原因，對內(nèi)部電池單體造成一定的影響，但影響程度不易觀察，如何對受損車輛的電池包損傷程度進(jìn)行合理性的判定，甚至留出一個安全閾值，對于用戶來說至關(guān)重要。為了對電池系統(tǒng)的安全狀態(tài)進(jìn)行評估分析，通過對某高比能電池進(jìn)行試驗(yàn)并通過LS-DYNA進(jìn)行仿真分析兩個方面建立評價體系，首先對其進(jìn)行放電容量檢測，確認(rèn)樣品信息的一致性，然后對電池單體進(jìn)行擠壓試驗(yàn)與仿真分析，擠壓過程中分析其受力變化特性與擠壓推進(jìn)位移的關(guān)系，最后擠壓至單體熱失控，因在試驗(yàn)過程中無法判斷擠壓后電池變形的真實(shí)情況，進(jìn)而通過仿真分析的方法，判斷電池在擠壓過程中的變形量演變過程。同時根據(jù)擠壓試驗(yàn)得到的受力情況，用有限元的方式進(jìn)行擠壓仿真分析，提取變形量、應(yīng)力等變化特征，對擠壓過程中的電池損傷程度演變機(jī)理進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：高比能電池;熱失控;擠壓;損傷;
0 引言
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，動力電池裝機(jī)量不斷增加，而電池包在使用過程中，會因?yàn)橐恍┹p微碰撞、沖擊或者長期振動等原因，對內(nèi)部電池單體造成一定的影響，但影響程度不易觀察[1,2,3]，比如西安一電動車在碰撞后放置了24 h才發(fā)生起火，同時從客戶角度來說，大家對電池系統(tǒng)的安全性能也越來越重視，因此如何對受損車輛的電池包損傷程度進(jìn)行合理性地判定，甚至留出一個安全閾值，對于用戶來說具有重要意義[4,5]。
那么電池單體在擠壓后，由于殼體和內(nèi)部卷芯之間是有輕微間隙的，擠壓程度隨著內(nèi)部間隙逐步縮小的過程中，電池的損傷演變情況如何是用戶和廣大科研人員十分關(guān)心的問題。文獻(xiàn)[6,7,8,9,10]的研究中開發(fā)了一個簡單但準(zhǔn)確的單電池模型，用于在機(jī)械濫用條件下對電池進(jìn)行安全評估，包括半球形沖頭，但沒有充分考慮數(shù)值模擬與測試結(jié)果在載荷-位移響應(yīng)的關(guān)系。
展開 新能源汽車電池系統(tǒng)試驗(yàn)仿真1——擠壓試驗(yàn)
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》.pdf
新能源汽車電池系統(tǒng)試驗(yàn)仿真1——擠壓工況
今年五月份，工業(yè)和信息化部門組織和制訂了三個有關(guān)電動汽車領(lǐng)域的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并由國家市監(jiān)局、標(biāo)準(zhǔn)委批準(zhǔn)發(fā)布，實(shí)施日期定于明年元旦。其中GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》里詳細(xì)介紹了PACK系統(tǒng)需要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)。這里簡單介紹一下擠壓工況的仿真。
相比15年的標(biāo)準(zhǔn)，今年的標(biāo)準(zhǔn)在擠壓這一塊主要體現(xiàn)在擠壓力的變化上，由之前的200kN變?yōu)?00kN，擠壓板增加一種，擠壓速度要求不大于2mm/s.這里使用單擠壓板，R75，軟件里使用材料MAT20，釋放擠壓方向自由度。
圖一 剛性擠壓頭示意
箱體一般使用鋁合金形材，箱蓋SMC或者鈑金沖壓件，材料多選用24號（部分焊點(diǎn)100或剛體20號），模組等可適當(dāng)簡化，水平方向、后部豎直方向RW模擬墻面，建立擠壓分析有限元模型。
視具體情況使用質(zhì)量縮放以及計(jì)算機(jī)核數(shù)，適當(dāng)調(diào)用虛擬內(nèi)存，注意控制輸出擠壓力曲線、能量曲線等供分析，提交計(jì)算，輸出擠壓動畫、云圖、擠壓曲線：
當(dāng)擠壓力達(dá)到100kN時，觀察電池包內(nèi)部會不會擠壓到電芯，線束會不會短路等，確保實(shí)驗(yàn)時電池包不會發(fā)生起火、爆炸、漏液等危險情況。
圖四 擠壓力曲線
個人水平有限，如有錯誤，歡迎指正。
個人原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處，謝謝。
展開 新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺：電池包碰撞與電機(jī)耐久測試專用方案
在新能源汽車研發(fā)與質(zhì)檢領(lǐng)域，電池包碰撞測試與電機(jī)耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺作為測試的核心基準(zhǔn)載
新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺：電池包碰撞與電機(jī)耐久測試專用方案
在新能源汽車研發(fā)與質(zhì)檢領(lǐng)域，電池包碰撞測試與電機(jī)耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺作為測試的核心基準(zhǔn)載體，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能參數(shù)直接決定測試數(shù)據(jù)的性與測試過程的安全性。本文結(jié)合新能源汽車試驗(yàn)平臺、電池包測試專用T型槽、電機(jī)耐久試驗(yàn)基準(zhǔn)臺等高頻關(guān)鍵詞，針對性解析適配電池包碰撞與電機(jī)耐久測試的專用方案，為新能源汽車核心部件測試提供實(shí)操支撐。
一、專用平臺核心性能要求：適配新能源測試嚴(yán)苛場景
新能源汽車電池包碰撞測試需承受瞬時強(qiáng)沖擊載荷（可達(dá)10-20g），電機(jī)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(diǎn)，保障測試件安裝同軸度與位置精度；三是安全防護(hù)，適配高壓、高沖擊的測試環(huán)境。平臺精度等級優(yōu)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(wěn)定基準(zhǔn)。
二、電池包碰撞測試專用方案：強(qiáng)沖擊下的穩(wěn)定支撐
1.材質(zhì)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化：選用QT600強(qiáng)度球墨鑄鐵，經(jīng)高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應(yīng)力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+加密加強(qiáng)筋”結(jié)構(gòu)，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(diǎn)與固定設(shè)計(jì)：采用寬幅T型槽（槽寬36-45mm），間距100-150mm，搭配12.9級強(qiáng)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(diǎn)銷孔，定點(diǎn)精度≤±0.01mm，保障每次測試安裝位置一致性。
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