電池包pack疲勞壽命分析
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-09
電池包pack疲勞壽命分析的視頻教程
電池pack包全套分析，保證學會（結構、擠壓、碰撞、沖擊、疲勞）
使用軟件：hyperworks? ls_dyna nCode （0基礎，同行妹子都可以學會） 視頻課程內(nèi)容5章22節(jié)課 第一章 基礎軟件操作 網(wǎng)格劃分 贈送自動化網(wǎng)格工具，二次開發(fā)插件 第二章 模型連接 模態(tài)分析 靜強度分析 第三章 ls_dyna材料講解 碰撞分析 跌落分析 擠壓分析 沖擊分析 第四章 隨機振動強度分析 第五章 頻率響應分析 單軸隨機振動分析
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動力電池包結構CAE分析34講：Workbench LS-DYNA模態(tài)振動沖擊疲勞實戰(zhàn)
（上） 第30講：跌落分析設置及跌落工具箱的使用（下） 第31講：NCODE疲勞分析模塊介紹及求解設置 第32講：NCODE求解結果 第33講：前置模態(tài)分析和諧響應分析 第34講：振動疲勞結果分析 內(nèi)容持續(xù)加餐，敬請期待…… 二、國標合規(guī)護航，搶占職業(yè)先機 1、電池系統(tǒng)國標仿真權威解讀：緊密圍繞電池系統(tǒng)國標要求，詳細拆解國標仿真流程與要點，提供完整的國標仿真案例實操教學。
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電池包pack疲勞壽命分析的實例教程
本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機振動的疲勞壽命 分析。
1 問題設定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機振動基于線性動力學原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設定相關的 fastener 點焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應的連接關系。
兩端所對應的 PSD 譜線如下圖。請注意該曲線的頻率截斷在 200Hz 處。
2 分析過程 一般來說，針對隨機振動的疲勞分析包含兩大步。第一步是在 Abaqus 中完成固有模態(tài) 和掃頻兩個計算；第二步是把這兩個計算結果與 PSD 曲線一起輸入 fe-safe，運行若干設置 后完成疲勞分析，得到相關結果。
以下內(nèi)容包含完整的詳細的電池包跌落仿真分析 附件為完整教程和CAE模型文件.rar
展開 定頻疲勞分析是為了考核結構耐共振頻率或耐預定頻率振動的能力。
根據(jù)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(jù)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(tài)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 Alphatigue軟件內(nèi)含超過500種材料和連接工藝的疲勞曲線，操作時需在“Mat Map”設置框內(nèi)為不同的Section選擇對應的疲勞材料卡。設置疲勞分析流程的參數(shù)，其中分析方法選擇“標準SN法”，應力組合方式為“Abs MaxPrincipal”。
圖5 SN求解器參數(shù)設置
6.分析結果
計算完成后，軟件將自動輸出結果文件。任務的后處理可以在Alphatigue自帶的后處理模塊中進行，包括分析結果的可視化查看、分析結果文件的導出等。同時也可以選用其他通用后處理軟件打開，如Metapost軟件，以查看塔包的損傷分布情況，如圖6所示。最大損傷位于電池包與支架相連的部位，損傷(Damage)為0.11，壽命(Repeats)為8.81。
A:Meta后處理視圖
B：Alphatigue后處理模塊試圖
圖6 電池包隨機振動疲勞分析結果
7.基于nCode的電池包隨機振動疲勞壽命對比分析
基于本文所述的參數(shù)和分析方法，利用nCode對塔包進行基于實際道路載荷信號的疲勞壽命分析，計算流程如圖8所示
圖7 nCode電池包隨機振動疲勞分析Flow
結果顯示，最大損傷（Damage）為0.1172，壽命（Repeats）為8.532。基于nCode獲得的結果與Alphatigue軟件的結果接近，其疲勞損傷分布如圖8所示。
圖8 nCode電池包隨機振動疲勞分析結果
8.結語
疲勞問題一直是汽車結構開發(fā)開發(fā)中的難點，影響疲勞壽命的因素較多且不易控制。本文基于Alphatigue軟件，以電池包仿真模型為基礎，分析了其在隨機振動載荷下的疲勞壽命。結果表明，該型電池包的疲勞性能滿足設計要求。
文章來源：疲勞壽命分析技術
展開 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(shù)設置等，若后續(xù)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(jù)《GBT 31467.3-2015 電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分 安全性要求與測試方法》中7.1振動疲勞法規(guī)要求，按規(guī)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(guī)要求。
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電池包pack疲勞壽命分析的最新內(nèi)容
電池包是新能源汽車的關鍵零部件，其耐久性影響著新能源汽車整體的可靠性，按照國標GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動試驗臺上進行三個方向上疲勞耐久，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個方向的測試時間是21個小時。
本文基于某車型動力電池包，使用
Hypermesh-Optistruct-Ncode聯(lián)合仿真分析手段，進行隨機振動疲勞分析。按照振動臺架邊界條件進行工況設置
定頻疲勞分析是為了考核結構耐共振頻率或耐預定頻率振動的能力。
根據(jù)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(jù)得到的應力響應結果，通過ncode計算電池包疲勞性能
本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機振動的疲勞壽命 分析。
1 問題設定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機振動基于線性動力學原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設定相關的 fastener
車載動力電池包在電動汽車行駛過程中承受著振動載荷的持續(xù)作用，因此振動試驗是電池包可靠性試驗中的重要部分。動力電池包作為電動汽車的儲能裝置，在可靠性發(fā)生失效的情況下，尤其是當一些關鍵部件或結構失效（例如出現(xiàn)松動、斷裂等情況）時，電池單體或者模組將發(fā)生位移、晃動或者被擠壓的情況，這將進一步造成相關部件的加速損壞，導致漏電或者采樣傳感器的失效，甚至誘發(fā)電池性能衰減，管理系統(tǒng)失效
