電池包CAE的案例
元王二次開發丨新能源汽車電池包CAE有限元仿真分析
是續航能力，是電池！
節能環保的理念深入人心，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已經漸漸趨于成熟，但是電池技術還有待突破，電池設計的進展就是新能源汽車進步的核心，所以新能源汽車電池包的設計開發是重中之重！
如今很多廠商已經采用仿真軟件實現設計過程中的模擬測試，但是效率可能并未有質的飛躍，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品定制化二次開發的CAE仿真平臺。不可否認，原有仿真軟件功能強大，通用性強，但大家都是這么用，仿真效率卻很難再有突破。而元王不改變現有仿真軟件系統內核，針對電池包進行定制化修改和功能擴展。“針對性”“定制化”就是效率升級的關鍵。
元王電池包自動化CAE平臺，經企業實際應用，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仿真軟件到底是如何實現效率提升的呢？
1. 前處理界面流程化導航
2. 網格自動劃分及質量調整
3.
展開 干貨 | 動力電池包CAE分析案例
3電池包的CAE分析案例（模態，靜態，動態）
作者陶銀鵬在他的文章《CAE技術在電動汽車電池包設計中的應用》中，講述了動力電池包需要的CAE分析項目。
分析工作所用工具：有限元網格劃分和后期處理HyperMeshs，靜力學分析和模態分析Nastran，非線性分析Abaqus。
3.1 仿真流程
電池包整體CAE分析流程如下：
使用3D軟件建模；
將數模導入HyperMeshs;
單元格劃分，設置單元格材料屬性和單元其他性能參數；
確定工況，包括工況具體參數和邊界條件；
將邊界條件設置在有限元模型上，包括載荷、約束和位移；
求解計算；
檢查計算結果，是否在項目參數要求范圍以內，比如應力極限等；
如果結果滿足設計需求，則進行后處理，整理用于報告的材料圖形；
如果數據不滿足要求，則修改3d數模結構，從頭開始進行前面的流程。
具體實施過程，進行了三類分析，模態分析、靜態分析和動態分析。
3.2 模態分析
為了確定系統低階振動頻率，避免與工況中可能出現的頻率重合，產生共振，對結構造成破壞。從HyperMeshs中導出網格劃分結果，導入Msc Nastran 進行計算，最后用HyperMeshs查看結果。項目進行了3階模態頻率分析，兩種結構類型電池包結果如下表。系統工作環境常見頻率為33Hz，前一版設計，固有頻率在環境頻率附近，經改進，避開了這個頻率。
3.3 靜態分析
一般靜力分析，是系統受到靜力作用的情形，分析最大應力出現的位置以及最大應力值是否會超過允許的應力極限。案例是把顛簸同時緊急制動、和路面顛簸同時緊急轉彎的沖擊工況轉化成靜力分析。
展開 學習筆記|動力電池包CAE分析案例
3電池包的CAE分析案例（模態，靜態，動態）
作者陶銀鵬在他的文章《CAE技術在電動汽車電池包設計中的應用》中，講述了動力電池包需要的CAE分析項目。
分析工作所用工具：有限元網格劃分和后期處理HyperMeshs，靜力學分析和模態分析Nastran，非線性分析Abaqus。
3.1 仿真流程
電池包整體CAE分析流程如下：
使用3D軟件建模；
將數模導入HyperMeshs;
單元格劃分，設置單元格材料屬性和單元其他性能參數；
確定工況，包括工況具體參數和邊界條件；
將邊界條件設置在有限元模型上，包括載荷、約束和位移；
求解計算；
檢查計算結果，是否在項目參數要求范圍以內，比如應力極限等；
如果結果滿足設計需求，則進行后處理，整理用于報告的材料圖形；
如果數據不滿足要求，則修改3d數模結構，從頭開始進行前面的流程。
具體實施過程，進行了三類分析，模態分析、靜態分析和動態分析。
3.2 模態分析
為了確定系統低階振動頻率，避免與工況中可能出現的頻率重合，產生共振，對結構造成破壞。從HyperMeshs中導出網格劃分結果，導入Msc Nastran 進行計算，最后用HyperMeshs查看結果。項目進行了3階模態頻率分析，兩種結構類型電池包結果如下表。系統工作環境常見頻率為33Hz，前一版設計，固有頻率在環境頻率附近，經改進，避開了這個頻率。
3.3 靜態分析
一般靜力分析，是系統受到靜力作用的情形，分析最大應力出現的位置以及最大應力值是否會超過允許的應力極限。案例是把顛簸同時緊急制動、和路面顛簸同時緊急轉彎的沖擊工況轉化成靜力分析。
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
新能源電池包散熱系統CAE仿真實例
新能源電池包散熱系統CAE仿真實例
前言：
隨著新能源汽車市場推廣程度的逐漸深入，應用范圍不斷加大，對電池包散熱系統方案要求也越來越高。通過對電池散熱過程的熱仿真分析，可以預測電池溫度在放電過程中的變化趨勢，檢驗電池包的散熱性能，為電池箱的設計提供理論依據。
目前，市場上主流的熱仿真分析軟件為Flotherm，今天小編將通過一個電池包熱仿真實例，帶您快速了解電池散熱系統仿真分析。
分析中采用的前提和假設：
導熱率設置：
注：材料的導熱率設定，如果是單一材料部件，如外殼等，根據部件所使用的實際材料的導熱率給定；如果是復合材料部件或多種材料組合的部件，而在3D模型中是通過簡化模型繪制的，則材料導熱率，按照集總參數法，根據經驗和理論折算給定當量導熱系數，如電芯等。
功耗設置及風機選用：
單節電池的發熱量按照電流1A和內阻50mΩ確定為0.288w，電池為18650，容量2.4Ah；
風機統一為最大風量15.87m3/h，最大全壓31.33Pa的軸流風機，可以根據具體需求隨時改換。
分析方案：
仿真工作環境：30℃環境溫度下放電1小時
分析模型：
放電一小時溫度截面云圖（Z方向）：
放電1小時速度截面云圖（Z方向）：
放電1小時速度截面云圖（Y方向）：
電池放電一小時溫度分布圖1：
電池放電一小時溫度分布圖2：
仿真結論：
在此散熱方案下，大部分電池的溫度都處在40-45℃的區間之內，少數散熱條件較好的電池區域溫度低于40℃。在最高溫度可以接受的條件下，可以通過調整風機的風量和擺放來改善溫度的不均衡度。
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展開 CAE在電池包仿真分析中的應用
1
電池包——振動仿真
分析背景：蓄電池包或系統安裝在振動臺上，振動測試在三個方向上進行，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。
判斷試驗是否通過的標準：試驗中，要求蓄電池包或系統保持連接可靠、結構完好，無外殼破裂。
蓄電池包Y軸振動過程中，內部連接區域最大應力低于所用材料屈服強度（SPCC/166Mpa），連接可靠。
振動測試功率譜密度（PSD）值和頻率
2
電池包——沖擊仿真
蓄電池包或系統無電泄露、外殼破裂、著火或爆炸現象。
3
電池包——翻轉仿真
試驗中，要求蓄電池包或系統無外殼破裂，連接可靠、結構完好。
試驗裝置
4
電池包——跌落仿真
蓄電池包或系統以實際維修或者安裝過程中最可能跌落的方向，若無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。
蓄電池包或系統無電解液泄露、著火或爆炸現象。
展開 (干貨）新能源電池包散熱系統CAE仿真實例
仿真工作環境：30℃環境溫度下放電1小時
分析模型：
放電一小時溫度截面云圖（Z方向）
放電1小時速度截面云圖（Z方向）
放電1小時速度截面云圖（Y方向）
電池放電一小時溫度分布圖
電池放電一小時溫度分布圖
仿真結論
在此散熱方案下，大部分電池的溫度都處在40-45℃的區間之內，少數散熱條件較好的電池區域溫度低于40℃。在最高溫度可以接受的條件下，可以通過調整風機的風量和擺放來改善溫度的不均衡度。
abaqus電池包跌落仿真分析（附CAE模型及分析流程） ￥80
前處理軟件使用 <a href="/major/abaqus">abaqus">Abaqus 2017 CAE完成網格劃分、連接關系的創建材料屬性定義 、載荷的施加和分析步的設置。
1. 連接關系
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. 設置分析步
3.接觸設置
4. 邊界條件和載荷
5. 提交計算
6.查看結果
以下內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 abaqus電池包沖擊仿真分析（附CAE模型及分析流程） ￥80
電池 組的沖擊 分析
一、 引言
電池系統是新能源汽車的心臟，而沖擊特性對基本、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 系統的性能，實現輕量化。
要評估一個 電池 受到沖擊 時的響應，需要結合實驗測試和分析模擬。與物理 實驗相比，模擬有著明顯的優勢：提供重復結果和型上任意點信息（應力、 應變、加速度等），成本低，在設計過程中任意階段都可以進行模擬。 <a href="/major/abaqus">Abaqus /Explicit已經被廣泛應用于 研究電池產品經受沖擊載荷的特性。
二、 問題描述
在本 文中涉及的分析是一個 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件在沖擊 模擬。該分析主要研究電池構件在沖過程中 焊接處 可能出現的故障。 分析模 擬了一個 6 毫秒的的 沖擊 過程。為了減少這次分析的運算時間 ，使用了質量縮放 使用了質量縮放 技術 。利用質量縮放，求解過程中 ，ABAQUS在不連續的時間點自動進行 質量縮放 ，來保證用戶指定的最小時間增量。
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 。整個裝配體模型共使用 34 萬個節點與 14 萬個單元， 鋁殼 和鎳片 省略焊 點圓孔， 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。
以下內容包含完整的詳細的電池包沖擊分析PDF教程，附件為完整教程文檔和CAE模型文件.rar
展開 abaqus電池包熱力耦合分析（附CAE模型及分析流程） ￥88
這里由于單個電池芯模型一致， 因此為減小前處理工作量， 在 Abaqus 中對單個電芯進行陣列處理，后期只需要分析修改單個電芯模型， 整個裝配體所有電芯模 型自動更新。
以下內容包含完整的詳細教程，附件為完整教程文檔和CAE模型文件.rar
汽車電池包模型數據stp格式 ￥48
阿里旺旺圖片20181203201949.png
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阿里旺旺圖片20181203202002.png
阿里旺旺圖片20181203202009.png
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汽車電池包cae，CFD建模練習可以使用
電池包仿真經驗匯總-持續完善
電池包前處理
殼單元NASTRAN模塊下采用殼單元TRIA3和QUAD4對鈑金件進行網格劃分；在ABAQUS中采用S3R和S4R對鈑金件進行網格劃分，實體單元則盡量采用C3D8R。
網格處理標準：
--------摘自王麗娟《車用動力電池包結構CAE分析優化研究》
QI值越小表示網格質量越好。 QualityIndex面板檢測網格質量，其綜合質量指標值QI＝0.01，可認為整體網格質量是最理想的。
電池包常用材料特性：
自由模態分析：
激勵范圍17HZ-25HZ，參考《QC/T 989-2014 電動汽車動力蓄電池系統通用要求》及《QC/T 413-2002汽車電氣設備基本技術條件》，電池包的第一階固有頻率應高于30HZ為佳。
電池包輕量化設計原則：
--------摘自王麗娟《車用動力電池包結構CAE分析優化研究》
正弦振動試驗常用的是正弦定頻試驗和正弦掃頻試驗。
電池包安裝固定點建議6-10個。
展開 汽車專題第四期 |新能源汽車—電池篇（四）
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1825900
4.車用燃料電池系統結構詳解
主要內容：燃料電池作用機理、單電池結構組成、燃料電池堆圖示、燃料電池堆主要部件、燃料電池堆成本構成...
點擊鏈接查看內容：https://jishulink.com/content/post/1826284
5.動力電池包CAE分析案例
主要內容：為什么要做CAE分析、CAE分析的主要類型、電池包的CAE分析案例...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1826494
6.新能源汽車動力電池系統電性能試驗研究
主要內容：動力電池系統電性能試驗方法、動力電池系統電性能試驗、動力電池系統電性能試驗結果...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1825719
7.固態電池全電池測試
主要內容：LMO|LLZO|Li電池的初始充放電曲線和循環庫倫效率、LMO|LLZO|Li電池的電位分辨阻抗譜、LMO|LLZO|Li電池的EIS分析、CO2的探測及其在循環過程中與電壓的關系...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1825721
8."綠牌車"動力電池EMC測試案例
主要內容：GB/T38661-2020 EMC測試解析、BMS的電磁騷擾問題及分析、BMS的電磁抗擾問題及分析...
展開 汽車頻道每周內容合集Q7
2、干貨 | 動力電池包CAE分析案例
作者：大漠雪狼
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1822644
電池包安裝在車輛上，需要滿足汽車運營條件下的苛刻力學環境的要求。制作樣品進行實驗，得到結果以后再進行調整修改，再次打樣。這種傳統做法，周期長，成本高。另一個重要問題，即使出現了結構失效，由于影響因素比較多，并不能非常準確的得到結論。有可能出現，這次的試驗失效在這里，加強以后再試，旁邊的結構又出現新的問題。工程系統越來越復雜的今天，一兩次單純依靠經驗的測試調整，已經無法真正解決產品問題。
3、BMS功能安全開發流程詳解
作者：
駕駛哥
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1822226
BMS即Battery Management System，電池管理系統。作為新能源汽車“三電”核心技術之一，BMS在新能源車上扮演十分重要的作用。按照新能源汽車對電池管理的需求，BMS具備的功能包括電壓/溫度/電流采樣及相應的過壓、欠壓、過溫、過流保護，SOC/SOH估算、SOP預測、故障診斷、均衡控制、熱管理和充電管理等。
4、汽車各個零部件工作原理動圖
作者：
汽車知識小助手
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1821699
汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經壓縮點火燃燒而產生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動活塞作往復直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。四沖程汽油機在進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內完成一個工作循環。
展開 技術鄰周報Q15：ANSA/地震動響應/iSolver/子程序/SaaS/結構抗震/3DCS...
12、干貨 | 動力電池包CAE分析案例
作者：
大漠雪狼
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1822644
電池包安裝在車輛上，需要滿足汽車運營條件下的苛刻力學環境的要求。制作樣品進行實驗，得到結果以后再進行調整修改，再次打樣。這種傳統做法，周期長，成本高。另一個重要問題，即使出現了結構失效，由于影響因素比較多，并不能非常準確的得到結論。有可能出現，這次的試驗失效在這里，加強以后再試，旁邊的結構又出現新的問題。工程系統越來越復雜的今天，一兩次單純依靠經驗的測試調整，已經無法真正解決產品問題。
13、【子程序】Abaqus顯式分析梁單元超彈性VUMAT
作者：
USim
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1822682
有次在做一個張拉整體結構分析時，為對比拉力材料對Tensegrity沖擊動態響應的影響，我試了尼龍和橡膠材料，并且對單元類型也進行了不同的嘗試-Beam/Truss Element，當試到B31-超彈性本構這個組合時，Abaqus返回了一個ERROR: "Hyperelasticity or hyperfoam is not available with beam elements in Abaqus/Explicit."
技術鄰鼓勵創作者發布優質的文章/視頻/問答/文檔，快來發布內容上周報吧~
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