GB38031的案例
干貨｜汽車動力電池新國標（GB 38031）解讀
汽車動力電池標準GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》2020年已5月12日發布 ，并于2021年1月1日正式實施。這些標準的出臺，是為更好的規范和引領企業發展。同時，也會加速企業大洗牌。
即使是“狼來了”，我們也沒有必要恐慌。時代在不斷發展，科技在不斷進步，方法總比困難多，很多問題都是能夠迎刃而解的。即使美國再怎么打壓及遏制，我們華為的自主研發的芯片不是照樣橫空出世。總不能因為走路怕摔倒，就一直趴在地上不起來或裹足不前吧！
相信大家都有看到，一些大企業都在為在動力電池的性能及安全進行科技創新，如特斯拉的4680、比亞迪的“刀片電池”、寧德時代的CTP電池、廣汽埃安的“刀匣電池”等等。尤其是“刀匣電池”歷史首次實現了三元鋰電池包針刺不起火，重新定義和刷新了三元鋰電池的安全標注。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》（注：本文簡稱“新國標”）就與我們鋰電行業的汽車動力電池密切相關了。
細心的朋友會發現，新國標的代號是GB，而之前的卻是GB/T。前者是代表必須執行的強制性標準，后者則是代表推薦性標準。同時，替代了原來的GB/T31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》和GB/T31467.3-2015《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》。這意味著這些標準比原來更加嚴格了。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的主要變化點。
展開 新能源電池包隨機振動CAE分析報告GB38031-2020 ￥5
GB38031-2020
新能源電池包隨機振動CAE分析報告
1、模型介紹
2、材料參數
3、連接關系
4、約束與載荷
5、分析結果
6、結論
新能源汽車電池系統試驗仿真2——機械沖擊試驗
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機械沖擊試驗仿真
今年五月份，工業和信息化部門組織和制訂了三個有關電動汽車領域的強制性標準，并由國家市監局、標準委批準發布，實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》里詳細介紹了PACK系統需要進行的試驗項。這里簡單介紹一下機械沖擊工況的仿真。
相比15年的標準，今年的標準在機械沖擊方面主要體現在沖擊次數、加速度與脈沖時間的變化上，加速度大小由25g變成7g，次數由3次變為6次，脈沖時間由15ms變成6ms。
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100或剛體20號），模組等可適當簡化，掛耳孔一般做剛體內套，作為加速度施加位置，建立機械沖擊分析有限元模型。
視具體情況使用質量縮放以及計算機核數，適當調用虛擬內存，注意控制輸出力曲線、能量曲線等供分析，提交計算，輸出機械沖擊動畫、云圖、能量曲線：
通過判斷部件塑性應變有沒有超過材料延伸率判斷結構的可靠性，保證蓄電池包無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現象。
個人水平有限，如有錯誤，歡迎指正。
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附件為大家提供國標GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，有興趣可下載查閱。
展開 新能源汽車電池系統試驗仿真1——擠壓試驗
附件為大家提供國標GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，有興趣可下載查閱。
守護電動“心臟”！仿真APP在汽車電池包隨機振動分析中的應用
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。
一、仿真APP解決方案
本案例基于伏圖隱式結構分析功能對某新能源汽車電池包進行隨機振動仿真，并對仿真流程進行無碼化快速封裝，形成專用的汽車電池包隨機振動仿真APP，可實現以下功能：
快速評估不同材料對箱體結構隨機振動特性的影響；
快速評估不同結構阻尼系數對電池包結構隨機振動響應的影響；
考查不同模態數及掃頻區間對結構隨機響應結果的影響；
可快速設置不同放大系數下的功率譜密度對結構隨機響應的影響，評估在極端工況下電池包結構的振動特性。
歡迎在線體驗汽車電池包隨機振動仿真APP：汽車電池包隨機振動仿真分析 – Simapps Store – 工業仿真APP商店
1. 仿真流程搭建
1) 幾何導入
將電池包幾何模型（.stp或.step格式)導入伏圖平臺中。
圖2 幾何導入
2) 材料賦予
電池包下箱體與上蓋板均為AL6061，其密度為2700kg/m^3，楊氏模量為70000MPa，泊松比為0.33，屈服強度為248MPa。
展開 振動疲勞分析
</p><p><br></p><p>DO160G中的振動</p><p>GB38031中的振動</p><p>隨機振動對比</p><p>正弦疊加隨機中的正弦載荷</p><p><br></p><p><strong>優化臨時記錄</strong></p><p>基礎模型是否滿足約束（損傷/壽命、應力、質量），定義質量目標，還是質量約束？</p><p><br></p><p>錯誤提示</p><div contenteditable="false" width="100%"> *** SYSTEM ERROR ***</div><div contenteditable="false" width="100%"> Signal 11 :: SIGTERM</div><div contenteditable="false" width="100%">StdErr output from the solver:</div><p><br></p>
展開 討論有獎|"史上最嚴電池安全令"來襲！你的設計扛得住嗎？
此篇開始，建議先點個收藏，方便學習回看哦~
前言
?? 政策速遞：就在本月，工信部正式發布GB 38031-2025新規，動力電池安全標準全面升級！ 新增強制項包含底部撞擊測試、快充循環后安全測試；這次從"5分鐘逃生"直接提高到"徹底不起火、不爆炸"，新規出爐，不知道對大家所在的行業是否有嚴重影響呢？你的企業開始應對了嗎？
話題討論：
詳細說說你所在的行業，是否有針對此新標準的驗證方法？比如底部撞擊的瞬態分析，評論區談談你的想法吧！
微型低速純電動乘用車和大圓柱鐵鋰電池
在最新的GB/T 28382—XXXX《純電動乘用車技術條件》新增了一個品類，微型低速純電動乘用車這種定義在座位數在4座及以下、最高車速小于70 km/h的純電動乘用車，正式成為了一種定義。這種長度<3500mm，寬度<1500mm，高度<1700mm,整車整備質量<750kg真正地成了一個品類。恰好看到新一代大圓柱鐵鋰的模組，結合這個來討論一下。
圖1 和電動自行車兼容的大圓柱鐵鋰電池模組
第一部分 微型低速純電動乘用車的要求
這里主要對于電池的要求分為：
續航：按照GB/T 18386.1測量工況法續駛里程應不小于100km（微型低速純電動乘用車按照30km/h勻速進行續駛里程試驗）
安全：蓄電池應該配備電池管理系統，安全要求應符合GB 38031的要求（微型低速純電動乘用車的蓄電池模擬碰撞試驗，在x方向加速度為GB 38031要求的80%，y方向加速度要求保持不變）
能量密度：蓄電池電池系統能量密度不應低于70Wh/kg
按照這個模式，以后從8kwh起，在10、12、16、20kwh幾個范圍內配置，底線思維是否往48V這樣的低壓來做也是一種方向，電池的整體要求可以不斷往消費和工業級別靠，特別是在這個領域可能就是完全按照工業芯片的要求來選擇BMS和安全保護器件。
第二部分 圓柱鐵鋰電池
目前看到的規格有34154、34184，34200，這種大圓柱鐵鋰體系，是目前幾家主流的電動自行車（哈羅、新日）所采用的。從Pack的角度來看，48v20Ah（0.96kWh）、60v20Ah（1.2kWh）、109v92Ah（10kWh），特別是最后一個已經開始可以往微型電動乘用車來用了。
圖2 現有電動自行車發布的大圓柱鐵鋰電池
按照這個邏輯，其實將來會擴展到電動三輪車和微型低速純電動乘用車都可以用大圓柱。
展開 基于LS-DYNA的電動汽車電池擠壓損傷仿真分析
1.2 放電容量
根據GB38031中規定對電池進行放電容量測試，在常溫環境（25±5℃）下對4款高比能單體電池進行放電容量測試，實驗步驟為：（1）用1 C電流對單體電池進行恒流充電至充電截止電壓4.2 V，再轉為恒壓充電，直到電流小于0.05 C，靜置1 h;(2）然后用1 C電流進行恒流放電至放電截止電壓2.8 V，靜置1 h;(3）循環4次并計算每一次的放電容量。取4次放電容量的平均值，結果顯示與樣品參數標稱一致性較好，如圖1所示。
圖1 電池單體放電容量測試結果
2 擠壓
2.1 擠壓實驗
電池在擠壓力的作用下，殼體與內部卷芯之間的間隙會逐步變小，最后殼體變形侵入卷芯，內部結構破壞引發內短路，本文重點研究在殼體輕微損傷的情況下，電池的實際狀態，因此將加載速度調整到設備最低速度。在對隨機選取的4個樣品進行試驗過程中，為避免本次實驗發生意外，在帶有儲水的安全環境臺上進行操作。使用GB38031中推薦的為75 mm的半圓柱擠壓板進行加載，通過加載記錄電池在變形過程中力隨時間的位移曲線，最終加載至觸發電池單體熱失控，試驗過程如圖2所示，進而分析其熱失控過程中與擠壓力、變形位移的關系。
圖2 電池單體擠壓實驗結果
在電池殼體受到擠壓后，內部結構被破壞，電池內部發生內短路，在加載過程中，加載力隨著時間的推移逐步增大，具體演變如圖3所示。由圖可知，電池在受到擠壓力的作用時，擠壓變形在9 mm以內時，力隨位移逐步增大至100 kN以內，隨后的過程中處于波動狀態，并且隨著位移增大迅速觸發熱失控，并且在日常的電動汽車碰撞事故中這種情形比較常見，因此將重點研究變形量在9 mm以內，變形程度為30%內這一階段，其結構形變程度與受力情況對于電池擠壓安全來說尤為重要，通過仿真分析手段，能夠準確模擬其擠壓過程。
展開 Ansys+清華大學：聚焦電池安全，探索仿真前沿
尤其目前，工業和信息化組織制定的強制性國家標準——《電動汽車用動力蓄電池安全要求》（GB38031-2025）正式發布，將于2026年7月1日起施行。新國標首次提出因內短路發生熱失控后不起火不爆炸的要求，被稱為“史上最嚴電池安全令”。動力電池新國標實施后將有效降低碰撞后新能源汽車動力電池燃燒的風險，可以更好地保護消費者的生命安全，同時也對所有整車和電池企業提出新要求，尤其是對熱失控熱蔓延核心技術提出了更高的要求。
針對這一背景，Ansys與清華大學攜手打造此次培訓班，依托清華大學在電池安全基礎研究的深厚積淀，結合Ansys在多物理場仿真平臺的領先能力，旨在為產業界提供具普適性的解決方案，推動電池安全仿真技術的發展。
N方程熱失控模型：
嚴格驗證其高精度和可靠性
本次培訓特別邀請了清華大學車輛學院馮旭寧教授、徐成善老師和馬仡男博士，以及Ansys資深電池專家胡曉博士，圍繞電池熱失控ARC/DSC實驗技術，熱失控模型的建立，參數擬合與Ansys Fluent仿真建模方法帶來了精彩報告；講解了熱失控機理、電池熱行為測試方法以及模型構建的關鍵技術。
Ansys資深電池專家胡曉博士介紹了與清華大學最新合作研發的“N方程熱失控模型”：將清華大學N方程熱失控模型內置到Ansys Fluent中，拓展了Fluent熱失控模型的能力和應用范疇，將DSC/ARC熱失控實驗相結合，通過基于實驗數據進行動力學參數擬合得到N個熱失控方程，一改主流分析方法的局限性。
培訓現場還特別安排了實驗操作與仿真建模兩個實操環節。
展開 電池包定頻疲勞分析 optistruct/nastran+ncode（附模型） ￥20
根據GB 38031—2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中 8.2.1要求，對電池包三個方向分別加載定頻激勵，首先，利用optistruct/nastran進行頻率響應，計算20Hz幅值為1g加速度激勵下電池包應力響應；根據得到的應力響應結果，通過ncode計算電池包疲勞性能。
Step1： 頻響計算
單位加速度載荷激勵下結構的動響應。
模態求解：0-100Hz；
頻響：輸出20Hz時的應力響應。
Step2：疲勞計算
基于材料的 S-N 曲線和 Miner累積損傷準則，用N-code應力疲勞分析求解器求解， 選擇 Goodman 修正法對疲勞平均應力進行修正，最終獲得定頻振動 3 個振動方向疊加的結構損傷云圖。
展開 
長城大禹動力電池技術解析
實測中，電池內部通過加熱方式觸發熱失控后（該測試方式的嚴苛程度要高于目前國標GB 38031-2020中單點針刺或者加熱的熱失控試驗），在溫度最高達到1037℃、瞬間最高氣壓約16kPa的情況下，依然能保證不起火、不爆炸的安全性能，“馴服”了NCM811這一當前可量產的最活潑、最不穩定的動力電池電芯。
像廣汽埃安的彈匣電池、極氪的無蔓延不起火技術，也是業內與“大禹電池”類似的、解決電池安全問題的系統性方案，隔熱材料、強制冷卻、實時BMS監測是他們的共同點。而除了“堵不如疏”的思路外，“大禹電池”最大的優勢是建立了熱失控燃燒模型，實現了在沒有電池包實物情況下的多維度擬合仿真，不必走“先摸黑開發、再測試驗證”的老路，節約了重復打樣測試的時間和金錢成本，提升了電池包的研發效率和安全性。
●長城汽車的野望
根據長城汽車的規劃，“大禹電池”將率先搭載在沙龍品牌的第一款車型上。從2022年開始這一電池技術還將全面覆蓋長城旗下的新能源車型，純電動、混動、氫能等不同能源形式的新車上都將采用這款電池。
在碳達峰、碳中和的大背景下，未來長城汽車的規劃也更加宏偉。長城汽車將投身化石能源到可在生能源的轉型中，推動全系產品向電動化轉型，目標到2023年歐拉品牌成為新能源細分市場第一、全球銷量超過100萬輛，2025年全球銷量400萬輛、新能源汽車占比達到80%，力爭2045年企業實現碳中和。
編輯點評：
“堵不如疏”、“變堵為疏”是祖先為我們留下的大智慧，這一幾千年前的思想至今依舊能為我們在解決難題時提供指導。“大禹電池”正是在這一思想的點撥下形成的一套系統性的電池安全解決方案，而在多維度擬合仿真這樣的現代技術加持下，有了點“古今合璧”的意思。
展開 技術鄰Ansys培訓的核心價值：不止教操作，更幫你解決實際問題
第一重驗收是“結果對標”，講師會要求學員提供企業過往的實驗數據（如電池包熱失控時的殼體應力測試值、框架熱變形量實測數據），或對接行業標準（如GB 38031電池安全標準、ISO 12100機械安全標準），確保仿真結果與實驗數據誤差≤5%，或完全符合行業規范。例如某新能源學員完成電池包熱應力仿真后，講師對比其企業實測數據，發現仿真的殼體最大應力值比實驗值低12%，隨即指導學員修正“對流換熱系數設置（從10W/(m2·K)調整為12W/(m2·K)）”，直至結果達標。第二重驗收是“獨立實操”，講師會提供相似類型的陌生項目模型（如學員學過動力電池仿真，考核儲能電池模型），要求學員獨立完成從建模簡化、參數設置到結果解讀、方案輸出的全流程，確保學員掌握的是“解決一類問題的方法”，而非“一個案例的操作步驟”。技術鄰內部數據顯示，學員“獨立完成仿真且結果合格”的比例超90%，而行業平均水平僅為45%，差距顯著。
師資與案例：從“軟件熟練工”到“實戰派專家”，邏輯傳到位。普通課程的講師多為“軟件操作熟練工”，缺乏工業研發實戰經驗，不少講師甚至沒有參與過真實工程項目，其教學的核心是“軟件功能講解”，無法解答“為什么這么設置參數”“這個結果在工程上意味著什么”等核心問題；配套的案例也多是軟件自帶的虛擬模型，參數隨意設定，與企業實際工況脫節嚴重。
技術鄰的講師團隊堪稱“實戰派天團”，所有講師均具備10年以上Ansys熱應力仿真實戰經驗，100%持有Ansys官方認證資質，其中80%曾任職于汽車、新能源、機械等領域頭部企業研發部門，主導過眾多重大項目。講師團隊帶來的案例均源自這些真實項目，參數（如電芯產熱率、材料導熱率）、工況（如快充倍率、環境溫度范圍）與企業實際完全一致，甚至會包含生產中的“小細節”（如焊接缺陷對熱傳導的影響、裝配間隙的熱應力補償）。
展開 新能源重卡電池如何穩如磐石？一文教你確保“萬無一失”！
圖1 電池包箱體框架振動測試
國高材分析測試中心配備30kN、40kN、60kN推力振動臺，可根據設備性能及試驗條件及樣品作出選擇合適的設備，咨詢電話020-66221668
首先將帶電池包的電池箱框架安裝在振動臺，再在Z 軸、Y 軸、X軸分別施加隨機振動加速度與定頻振動載荷，加載順序為Z 軸隨機、Z 軸定頻、Y 軸隨機、Y 軸定頻、X 軸隨機、X 軸定頻，加載時間分別為每個方向隨機振動12 h、定頻振動2 h，具體振動條件參考GB 38031—2020的要求設定，隨機振動加速度PSD 譜與定頻振動掃頻載荷如圖2～圖4 所示。
圖2 Y向振動試驗曲線
圖3 Z向振動試驗曲線
圖4 X向振動試驗曲線
對于電池箱框架上的易損部件，如水冷機組、封板、氣缸類、支撐桿、副支架、配重外殼、各類膠墊、氣缸類、配重外殼、各類膠墊、螺視栓等，應在振動測試完成后著重檢查。
圖5 易損部件：封板（左）和副支架（右）
本次振動導致“側梁”出現開裂失效（如圖6），而設計時通過仿真分析未能發現，需要在結構設計、材料選擇、制造工藝等方面進行調整。
圖6 側梁實際開裂（左）和仿真分析結果（右）
展開 【技術鄰雙十一來啦】即日起至11月13日，千套CAE/CAD視頻六折起，錯過等一年
-2020的新能源汽車動力電池振動試驗仿真分析方法
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360
基于GB38031-2020的新能源汽車動力電池振動試驗仿真分析方法
6
360
正弦掃頻+定頻+多軸+PSD新能源汽車電池包Hyperworks+Ncode..
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540
車身結構優化方法（拓撲、形貌、尺寸）
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車身模態、剛度分析與優化
6
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hypermesh車身建模及TCL自動化方法
6
30
Hypermesh車身性能分析與優化
6
112.8
基于hypermesh的【整車模型搭建】系列課程（附k文件）
6
155.4
基于primer和hypermesh的整車約束系統分析
6
143.4
基于LS-dyna和hypermesh的整車碰撞分析
6
143.4
LS-DYNA聯合Hypermesh整車碰撞仿真分析進階篇
6
10.194
(合集)基于ANSA和LS-DYNA搭建汽車整車碰撞模型的實用技巧
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360
(第一部分)基于ANSA整車碰撞網格處理實用操作技能課程
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150.4
(第二部分)基于ANSA和LS-DYNA搭建整車碰撞模型實用技能課程
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183.2
(第三部分)基于ANSA/Hyperview的汽車碰撞分析及后處理技
8
183.2
基于Primer和ANSA的整車約束系統分析課程（已更新）
8
150.4
汽車分動器摩擦片傳熱及VOF分析-Fluent
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107.4
基于primer和hyperworks的行人保護分析
6
143.4
【案例】輪胎碰撞（附k文件）
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14.94
九、理論
課程
折扣
折后價
經典層壓板理論及基于ABD
展開 