電池包CAE分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-01
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)員掌握國標(biāo)合規(guī)仿真、復(fù)雜模型處理、多物理場耦合分析等核心技能。
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電池包的模態(tài)分析
2、求解器使用ABAQUS，進(jìn)行模態(tài)分析步設(shè)置。 3、后處理使用HyperView,查看一階模態(tài)是否大于30Hz,以及一階彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)。
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電池包的翻轉(zhuǎn)分析
第一章、電池包翻轉(zhuǎn)分析說明； 第二章、電池包翻轉(zhuǎn)分析前處理； 第三章、電池包翻轉(zhuǎn)分析求解設(shè)置； 第四章、電池包翻轉(zhuǎn)分析后處理。
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電池包CAE分析的實(shí)例教程
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。
分析工作所用工具：有限元網(wǎng)格劃分和后期處理HyperMeshs，靜力學(xué)分析和模態(tài)分析Nastran，非線性分析Abaqus。
展開 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)測關(guān)鍵技術(shù)研究;
3 蘇陽，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 安全性要求與測試方法.
展開 GB38031-2020
新能源電池包隨機(jī)振動(dòng)CAE分析報(bào)告
1、模型介紹
2、材料參數(shù)
3、連接關(guān)系
4、約束與載荷
5、分析結(jié)果
6、結(jié)論
這里由于單個(gè)電池芯模型一致， 因此為減小前處理工作量， 在 Abaqus 中對(duì)單個(gè)電芯進(jìn)行陣列處理，后期只需要分析修改單個(gè)電芯模型， 整個(gè)裝配體所有電芯模 型自動(dòng)更新。
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
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長螺桿連接 ；
2. 端板與支撐之間通過螺栓連接；
3. 上下蓋之間通過螺栓連接 ；
4. 箱體與支撐板直接通過焊接連；
5. 箱體與外部承載板之間通過焊接連；
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
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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，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個(gè)方向的測試時(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)恿碓矗苯佑绊戃囕v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)品競爭力的重要指標(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：本文通過安世亞太自主開發(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)熱分析過程不重要的零部件或特征進(jìn)行刪減或簡化、材料屬性、網(wǎng)格劃分等。
1.1 幾何簡化
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)及常見場景
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
