動(dòng)力電池包CAE分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-01
動(dòng)力電池包CAE分析的視頻教程
動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)CAE分析34講：Workbench LS-DYNA模態(tài)振動(dòng)沖擊疲勞實(shí)戰(zhàn)
視頻課程《ANSYS汽車動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)CAE分析34講》涵蓋復(fù)雜模型處理-大規(guī)模網(wǎng)格處理-電池系統(tǒng)國(guó)標(biāo)仿真-模態(tài)、諧響應(yīng)、隨機(jī)振動(dòng)、跌落、擠壓、沖擊、疲勞分析， 共計(jì)34講，基于ANSYS Workbench、LS-DYNA、Ncode，系統(tǒng)講解動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)仿真分析方法，幫助學(xué)員掌握國(guó)標(biāo)合規(guī)仿真、復(fù)雜模型處理、多物理場(chǎng)耦合分析等核心技能。
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Hypermesh + Optistruct 汽車動(dòng)力電池包臺(tái)架隨機(jī)振動(dòng)分析GB38031-2020
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動(dòng)力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計(jì)算方案【微信公眾號(hào)：艾迪捷】
動(dòng)力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計(jì)算方案 適用人群：面向電池行業(yè)的設(shè)計(jì)人員和仿真工程師 動(dòng)力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計(jì)算方案（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2020-08-04 19:30 鋰電池因?yàn)槠涓吣芰棵芏群痛筝敵龉β实奶攸c(diǎn)得以快速推廣使用，但由于其熱不穩(wěn)定性，在極端條件下發(fā)生火災(zāi)爆炸的幾率很大，所以鋰電池的安全性成為動(dòng)力電池最關(guān)注的問(wèn)題之一
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動(dòng)力電池包CAE分析的實(shí)例教程
仿真結(jié)果如下：
顛簸路面同時(shí)緊急制動(dòng)
顛簸路面同時(shí)急轉(zhuǎn)彎
3.4 動(dòng)態(tài)分析
動(dòng)態(tài)分析按照定頻分析和掃頻分析兩步進(jìn)行，電池模組與電池包殼體的固定連接設(shè)置成接觸約束，使用HyperMesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并使用其中的求解器Abaqus進(jìn)行約束加載和計(jì)算，最后再用HyperMesh查看結(jié)果。
定頻分析，將工況33Hz設(shè)置成振動(dòng)頻率，加速度70m/s^2，根據(jù)這兩個(gè)初級(jí)輸入，計(jì)算定頻振動(dòng)的振幅。使用這個(gè)定頻振動(dòng)，計(jì)算上下，前后，左右三個(gè)方向的定頻分析。表格中數(shù)據(jù)單位為Mpa。設(shè)計(jì)選用材料的屈服極限為170.1Mpa。
掃頻分析，掃頻范圍17-200Hz，頻率變化按照線性規(guī)律。掃頻過(guò)程，就是尋找200Hz以下的系統(tǒng)共振頻率。結(jié)果，方形電池包找到了2個(gè)共振頻率：99.2Hz和177.2Hz都是在模態(tài)分析的3階頻率以上的高階頻率，兩個(gè)結(jié)果并無(wú)矛盾。
參考文獻(xiàn)
1 陶銀鵬，CAE技術(shù)在電動(dòng)汽車電池包設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;
2 谷理想，電動(dòng)汽車電池包疲勞壽命預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究;
3 蘇陽(yáng)，電動(dòng)車電池包振動(dòng)疲勞分析;
4 GB/T 31467.3-2015 電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分 安全性要求與測(cè)試方法.
展開(kāi) 模態(tài)：固有頻率、質(zhì)量、剛度、阻尼、和模態(tài)振型作為參數(shù)，共同描述一個(gè)單自由度系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性狀態(tài)，叫做系統(tǒng)的模態(tài)。
固有頻率：物體自由震動(dòng)時(shí)的頻率，與初始條件無(wú)關(guān)，只與系統(tǒng)的質(zhì)量、形狀、材質(zhì)的剛度、楊氏模量有關(guān)。一個(gè)單一自由度的系統(tǒng)，只具有一個(gè)固有頻率。
模態(tài)分析：現(xiàn)實(shí)中的系統(tǒng)，都是多個(gè)單一自由度系統(tǒng)耦合的結(jié)果，表現(xiàn)為一個(gè)系統(tǒng)具有多個(gè)不同階次的固有頻率，或者叫共振頻率。模態(tài)分析，就是解耦這個(gè)多自由度系統(tǒng)成為多個(gè)相互獨(dú)立的單自由度系統(tǒng)，并確認(rèn)每個(gè)單自由度系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。模態(tài)分析是一種參數(shù)識(shí)別技術(shù)。
模態(tài)分析通常比較關(guān)注接近載荷頻率附近的模態(tài)頻率，并且高階模態(tài)能量占比比較低，因此，關(guān)注的階次到7級(jí)就可以滿足一般應(yīng)用的要求。
什么是靜態(tài)分析？
載荷與系統(tǒng)相對(duì)靜止的內(nèi)應(yīng)力分析過(guò)程，構(gòu)建在載荷的作用下充分變形，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
什么是動(dòng)態(tài)分析？
分析系統(tǒng)在載荷不同作用狀態(tài)下的不同狀態(tài)參數(shù)，關(guān)注的是系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。載荷是時(shí)間的函數(shù)。
什么是疲勞分析？
寬泛的疲勞，指結(jié)構(gòu)在周期性應(yīng)力的作用下，經(jīng)歷一段時(shí)間以后，沒(méi)有明顯傷痕的情況下，突然發(fā)生失效的現(xiàn)象。這里的應(yīng)力可以是動(dòng)態(tài)應(yīng)力，也可以是熱應(yīng)力。
疲勞相關(guān)的幾種分類
按激勵(lì)類型的不同，振動(dòng)疲勞分為拉壓振動(dòng)疲勞、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞和彎曲振動(dòng)疲勞。若激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)共振頻率重合或接近使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振而導(dǎo)致疲勞稱為共振疲勞；反之，稱為非共振疲勞。按照激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)基頻的比值大小，振動(dòng)疲勞分為高頻振動(dòng)疲勞和低頻振動(dòng)疲勞。
疲勞分析有三個(gè)主流軟件，Ncode，fatigue和fesafe。
3電池包的CAE分析案例（模態(tài)，靜態(tài)，動(dòng)態(tài)）
作者陶銀鵬在他的文章《CAE技術(shù)在電動(dòng)汽車電池包設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》中，講述了動(dòng)力電池包需要的CAE分析項(xiàng)目。
展開(kāi) 前處理軟件使用 <a href="/major/abaqus">abaqus">Abaqus 2017 CAE完成網(wǎng)格劃分、連接關(guān)系的創(chuàng)建材料屬性定義 、載荷的施加和分析步的設(shè)置。
1. 連接關(guān)系
電池包各部件之間的連接方式如下： 電池包各部件之間的連接方式如下： 電池包各部件之間的連接方式如下： 電池包各部件之間的連接方式如下： 電池包各部件之間的連接方式如下： 電池包各部件之間的連接方式如下： 電池包各部件之間的連接方式如下：
1. 模組與兩端板之間通過(guò)長(zhǎng)螺桿連接 ；
2. 端板與支撐之間通過(guò)螺栓連接；
3. 上下蓋之間通過(guò)螺栓連接 ；
4. 箱體與支撐板直接通過(guò)焊接連；
5. 箱體與外部承載板之間通過(guò)焊接連；
2. 設(shè)置分析步
3.接觸設(shè)置
4. 邊界條件和載荷
5. 提交計(jì)算
6.查看結(jié)果
以下內(nèi)容包含完整的詳細(xì)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(kāi) 電池 組的沖擊 分析
一、 引言
電池系統(tǒng)是新能源汽車的心臟，而沖擊特性對(duì)基本、安 全性、可靠與耐久具有重要影響，且合理的限元仿真分析利于提高電池 系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)輕量化。
要評(píng)估一個(gè) 電池 受到?jīng)_擊 時(shí)的響應(yīng)，需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析模擬。與物理 實(shí)驗(yàn)相比，模擬有著明顯的優(yōu)勢(shì)：提供重復(fù)結(jié)果和型上任意點(diǎn)信息（應(yīng)力、 應(yīng)變、加速度等），成本低，在設(shè)計(jì)過(guò)程中任意階段都可以進(jìn)行模擬。 <a href="/major/abaqus">Abaqus /Explicit已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于 研究電池產(chǎn)品經(jīng)受沖擊載荷的特性。
二、 問(wèn)題描述
在本 文中涉及的分析是一個(gè) 電池在某一方向自由落體，不傾斜搖晃 的沖 擊 模擬。該分析主要研究電池構(gòu)件在沖擊 模擬。該分析主要研究電池構(gòu)件在沖過(guò)程中 焊接處 可能出現(xiàn)的故障。 分析模 擬了一個(gè) 6 毫秒的的 沖擊 過(guò)程。為了減少這次分析的運(yùn)算時(shí)間 ，使用了質(zhì)量縮放 使用了質(zhì)量縮放 技術(shù) 。利用質(zhì)量縮放，求解過(guò)程中 ，ABAQUS在不連續(xù)的時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行 質(zhì)量縮放 ，來(lái)保證用戶指定的最小時(shí)間增量。
三、 有限元模型 有限元模型
電池 組的模型包括 鋁殼 ，鎳片 ，銅鎳片 ，銅，電池上支架 電池上支架 ，電池下支架 ，電池 和電 池膠蓋 。整個(gè)裝配體模型共使用 34 萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)與 14 萬(wàn)個(gè)單元， 鋁殼 和鎳片 省略焊 點(diǎn)圓孔， 銅片 使用 S4R 和 S3殼單元，電池包的上蓋和下使用 C3D10M 二階四 面體單元。
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展開(kāi) 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。
展開(kāi) 
動(dòng)力電池包CAE分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
動(dòng)力電池包CAE分析的最新內(nèi)容
電池包是新能源汽車的關(guān)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(guó)標(biāo)GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行三個(gè)方向上疲勞耐久，測(cè)試從Z軸開(kāi)始，然后是Y軸，最后是X軸。每個(gè)方向的測(cè)試時(shí)間是21個(gè)小時(shí)。
本文基于某車型動(dòng)力電池包，使用
Hypermesh-Optistruct-Ncode聯(lián)合仿真分析手段，進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析。按照振動(dòng)臺(tái)架邊界條件進(jìn)行工況設(shè)置
汽車電動(dòng)化、智能化、綠色化發(fā)展已成為全球各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的共同選擇。在此背景下，新能源汽車持續(xù)高速發(fā)展。電池包作為新能源汽車的“心臟”，是其主要?jiǎng)恿?lái)源，直接影響車輛的續(xù)航里程與行駛安全。電池包結(jié)構(gòu)的安全可靠性對(duì)新能源汽車至關(guān)重要，同時(shí)也是衡量新能源汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)之一。
圖1 新能源汽車電池包結(jié)構(gòu)示意圖
汽車在路面行駛時(shí)，會(huì)遭遇到較為復(fù)雜的路面工況，比如顛簸路
摘要：本文通過(guò)安世亞太自主開(kāi)發(fā)的通用流體仿真軟件PERA SIM Fluid對(duì)電池液冷散熱進(jìn)行計(jì)算分析。通過(guò)這個(gè)計(jì)算分析，展示PERA SIM Fluid的相關(guān)功能，希望對(duì)其他工程師有所幫助。
關(guān)鍵詞：動(dòng)力電池；散熱；水冷；共軛換熱
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1.引言
動(dòng)力電池作為現(xiàn)代電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等新能源交通工具的核心部件
定頻疲勞分析是為了考核結(jié)構(gòu)耐共振頻率或耐預(yù)定頻率振動(dòng)的能力。
根據(jù)GB 38031—2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》中 8.2.1要求，對(duì)電池包三個(gè)方向分別加載定頻激勵(lì)，首先，利用optistruct/nastran進(jìn)行頻率響應(yīng)，計(jì)算20Hz幅值為1g加速度激勵(lì)下電池包應(yīng)力響應(yīng)；根據(jù)得到的應(yīng)力響應(yīng)結(jié)果，通過(guò)ncode計(jì)算電池包疲勞性能
【iSolver案例分享58】新能源汽車電池包底座模態(tài)分析
1.引言：
iSolver為一個(gè)完全自主的面向工程應(yīng)用的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件，對(duì)標(biāo)Nastran、Ansys、Abaqus設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，具備結(jié)構(gòu)有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎(chǔ)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(tài)分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比
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(duì)隨機(jī)振動(dòng)的疲勞壽命 分析。
1 問(wèn)題設(shè)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(gè)端點(diǎn)，分別受 到垂直于電池組平面的激勵(lì)作用，且激勵(lì)的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機(jī)振動(dòng)基于線性動(dòng)力學(xué)原理，因此電池，PC 材料等采用實(shí)體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設(shè)定相關(guān)的 fastener
電池包Icepak分析流程
1 前處理
前處理主要是將對(duì)熱分析過(guò)程不重要的零部件或特征進(jìn)行刪減或簡(jiǎn)化、材料屬性、網(wǎng)格劃分等。
1.1 幾何簡(jiǎn)化
一般需要對(duì)幾何體進(jìn)行以下處理：
a) 去除倒角及倒圓角；
b) 刪除電池包內(nèi)各類緊固件、箱體加強(qiáng)筋并填充所有的螺紋孔、零部件安裝孔；
c) 去除小錯(cuò)位或小間隙（一般＜0.5mm，也可在后續(xù)的網(wǎng)格gap
AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動(dòng)力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運(yùn)載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動(dòng)和傳熱問(wèn)題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例針對(duì)電池模組風(fēng)冷散熱進(jìn)行仿真分析，包含8個(gè)電池模組。案例使用湍流模型、熱源模型和多孔介質(zhì)模型進(jìn)行熱仿真分析
目錄
一、隨機(jī)振動(dòng)的定義、特點(diǎn)及常見(jiàn)場(chǎng)景
二、隨機(jī)振動(dòng)的數(shù)學(xué)特征--正態(tài)分布
三、 隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)為什么要用功率譜密度（PSD）表達(dá)？
四、如何將時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線
五、 隨機(jī)振動(dòng)分析理論
附.常見(jiàn)功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計(jì)算
附.國(guó)標(biāo)中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計(jì)算的？
六. 隨機(jī)振動(dòng)分析案例
