ansys電池包仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys電池包仿真的視頻教程
Ansys在電池包結(jié)構(gòu)仿真方案中的應(yīng)用
適用人群：電池包行業(yè)從業(yè)人員，對(duì)電池包仿真感興趣的初學(xué)者。 Ansys在電池包結(jié)構(gòu)仿真方案中的應(yīng)用【已結(jié)束】??直播時(shí)間：2020-07-07 16:00 電動(dòng)汽車采用鋰離子動(dòng)力電池包安全性測(cè)試方法中涉及到很多項(xiàng)目，包括振動(dòng)、機(jī)械沖擊、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓、溫度沖擊等。
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電池包解決方案Altair系列研討會(huì)之電池包結(jié)構(gòu)建模與仿真
電池包解決方案Altair系列研討會(huì)之電池包結(jié)構(gòu)建模與仿真 1.二次開發(fā)助力電池包建模提效； 2.電池包剛強(qiáng)度、振動(dòng)、沖擊仿真； 3.電池包結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
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Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池熱-電耦合和熱失控仿真
Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池熱-電耦合和熱失控仿真 1.SimLab Battery Solution 介紹； 2.電池包熱模型建模； 3.電池包熱管理和熱失控仿真。
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ansys電池包仿真的實(shí)例教程
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電動(dòng)汽車采用鋰離子動(dòng)力電池包安全性測(cè)試方法中涉及到很多項(xiàng)目，包括振動(dòng)、機(jī)械沖擊、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓、溫度沖擊等。Ansys Mechanical和Ansys LS-Dyna針對(duì)這些需求可以提供相應(yīng)解決方案。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會(huì)后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來(lái)詢問(wèn)，在此附上本場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
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目前動(dòng)力電池開發(fā)中面臨的問(wèn)題：
? 性能(能量密度及功率密度)
? 耐用性和使用壽命(考慮在不同環(huán)境和使用周期)
? 安全性(考慮惡劣環(huán)境)
? 費(fèi)用成本
? 復(fù)雜的多尺度、多物理場(chǎng)系統(tǒng)
? 快速發(fā)展的材料和設(shè)計(jì)理念
? 現(xiàn)有軟件工具局限性
目錄
1. 動(dòng)力電池開發(fā)中面臨的問(wèn)題
2. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真類別
3. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真解決方案
3.1 新能源動(dòng)力電池整包自重分析
3.2新能源汽車動(dòng)力電池模組強(qiáng)度分析
3.3新能源汽車動(dòng)力電池單體強(qiáng)度分析
3.4新能源汽車動(dòng)力電池pack振動(dòng)性能仿真
3.5新能源電池包機(jī)械沖擊仿真
3.6 新能源汽車動(dòng)力電池單體跌落仿真
3.7 新能源電池包跌落仿真
3.8 基于Mechanical的新能源動(dòng)力電池整包擠壓計(jì)算
3.9 新能源動(dòng)力電池包PSD隨機(jī)振動(dòng)及疲勞壽命計(jì)算
4. 電池包行業(yè)結(jié)構(gòu)仿真分析案例
4.1 ANSYS解決方案的特點(diǎn)
4.2 電池包模型，材料，與網(wǎng)格
4.3 電池包邊界條件和求解
4.4 電池包案例分析
4.5 結(jié)果分析
以下內(nèi)容截取自該篇資料
新能源動(dòng)力電池整包自重分析
輸入條件：電池包整包的3D分析模型，材料力學(xué)屬性，標(biāo)準(zhǔn)重力加速度及安裝孔固定約束。
仿真流程：
? 目的：研究電池包在自重作用下的強(qiáng)度。
? 載荷：標(biāo)準(zhǔn)的重力加速度。
? 邊界條件：電池底部安裝孔固定。
結(jié)果與效果：
? 電池重量大的地方位移就大，圖中右下角模組位移最大0.1mm。
展開 4、完整的電池包熱分析模型
由以上介紹可知，ANSYS是在Simplorer這一個(gè)平臺(tái)中創(chuàng)建了LIT ROM、SVD ROM和ECM三個(gè)模型，在這基礎(chǔ)之上，就可以搭建如圖9所示的完整電池包熱分析模型。
在這一個(gè)ECM和ROM耦合的模型中，ECM計(jì)算電池熱源的熱耗散并把數(shù)據(jù)傳遞給兩個(gè)ROM，其中LTI ROM計(jì)算出電池的平均溫度并把此溫度反饋回ECM，這樣就可以考慮溫度對(duì)電池放電的影響，而SVD ROM則計(jì)算并保存了整個(gè)溫度場(chǎng)分布隨時(shí)間變化的過(guò)程。
從圖10可以看出傳統(tǒng)CFD分析方法和降階處理方法在計(jì)算時(shí)間上的差別，按傳統(tǒng)CFD分析方法進(jìn)行瞬態(tài)分析在單核計(jì)算情況下需要約5個(gè)小時(shí)，而降階處理方法僅僅需要耗費(fèi)幾秒鐘，即使加上生成ROM的時(shí)間也不超過(guò)半小時(shí)。而且在實(shí)際應(yīng)用中，模型越大，這種時(shí)間上的差距就越大。
圖9 完整的電池包熱分析模型（ECM和ROM耦合）
圖10 對(duì)比數(shù)據(jù)
5、總結(jié)
熱分析是電池包設(shè)計(jì)中比較重要的問(wèn)題，而電池包瞬態(tài)熱分析的計(jì)算量比較大，不滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)分析效率的要求。ANSYS采用降階處理的方式，通過(guò)LTI ROM、SVD ROM與ECM耦合方法搭建了完整的電池包熱分析模型，從結(jié)果可以看出，這種方法不僅保證了與傳統(tǒng)CFD分析方法一樣的精度，還大大縮短了計(jì)算時(shí)間，提高了實(shí)際用于中的分析效率。
展開 作為新能源汽車的核心零部件，電池包的性能對(duì)整車性能的影響是非常大的，因此在研發(fā)階段，各整車和零部件生產(chǎn)商對(duì)電池包的仿真分析都非常關(guān)注，而電池包熱分析是其中很重要的一環(huán)。
一般情況下，電池包是由幾百甚至幾千個(gè)單體電池組成，CFD建模時(shí)往往會(huì)生成超過(guò)千萬(wàn)的網(wǎng)格，如果按照傳統(tǒng)的CFD方法進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，計(jì)算量是非常大的，不滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)分析效率的要求。基于這一點(diǎn)考慮，ANSYS根據(jù)CFD熱分析的特點(diǎn)，采用降階處理的方式建立熱分析等效模型完成瞬態(tài)熱分析，大大提高了分析效率。
1、LTI ROM型
如果只關(guān)注電池放電過(guò)程中監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度、單體平均溫度或出口溫度等單個(gè)物理量的瞬態(tài)響應(yīng)特性，可以采用LTI（Linear Time Invariant） ROM降階模型來(lái)進(jìn)行熱分析，大概的分析流程如圖1所示：
圖1 LTI ROM流程
1.1 建立CFD模型
這一步和傳統(tǒng)的CFD熱分析過(guò)程是一樣的，根據(jù)實(shí)際的邊界條件建立完整的CFD分析模型，并且計(jì)算出在不考慮電池發(fā)熱情況下的流場(chǎng)穩(wěn)態(tài)結(jié)果。
1.2 生成系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
熱問(wèn)題實(shí)際上是一個(gè)熱系統(tǒng)的響應(yīng)問(wèn)題，分析的是不同工況下輸出量（所關(guān)注的溫度）對(duì)輸入量（電池熱源）響應(yīng)。
展開 簡(jiǎn)介：
電動(dòng)汽車采用鋰離子動(dòng)力電池包安全性測(cè)試方法中涉及到很多項(xiàng)目，包括振動(dòng)、機(jī)械沖擊、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓、溫度沖擊等。Ansys Mechanical和Ansys LS-Dyna針對(duì)這些需求可以提供相應(yīng)解決方案，本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)將介紹包括在Ansys SpaceClaim中的模型處理，在Ansys Mechanical中的電池包模態(tài)分析，諧響應(yīng)分析，在Ansys LS-Dyna中振動(dòng)，沖擊跌落顯式分析，在nCode DesignLife中振動(dòng)疲勞分析，詳細(xì)介紹動(dòng)力電池包安全性測(cè)試要求及仿真解決方案。
時(shí)間：
2020/07/07 16:00
講師簡(jiǎn)介：
張寅
深圳市軟信技術(shù)部結(jié)構(gòu)仿真工程師。CAE專業(yè)碩士畢業(yè)，曾就職于國(guó)內(nèi)知名車企，具備多年CAE仿真工作經(jīng)驗(yàn)，擅長(zhǎng)Ansys結(jié)構(gòu)產(chǎn)品線的應(yīng)用，特長(zhǎng)是Ansys Mechanical的非線性分析，振動(dòng)分析，LS-Dyna碰撞分析，以及nCode Designlife疲勞分析。對(duì)新能源電池包結(jié)構(gòu)仿真比較了解，服務(wù)過(guò)國(guó)內(nèi)多家大型新能源電池包生產(chǎn)制造商。
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太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并可儲(chǔ)存起來(lái)。將多塊太陽(yáng)能電池板排列成陣列，并隨太陽(yáng)光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽(yáng)能。
在仿真案例中，將一個(gè)簡(jiǎn)單的球體放置在典型的硅材料太陽(yáng)能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達(dá)板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對(duì)流，僅研究輻射效應(yīng)。
目標(biāo)
觀察由于一個(gè)發(fā)熱物體的輻射作用，太陽(yáng)能電池板上的熱流密度和溫度分布。
Ansys+清華大學(xué)：聚焦電池安全，探索仿真前沿8個(gè)月前
5月27日-28日，由Ansys與清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院聯(lián)合主辦的“熱失控實(shí)驗(yàn)與仿真培訓(xùn)班”在清華大學(xué)順利舉行。此次培訓(xùn)聚焦電池安全的前沿話題，吸引了來(lái)自動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、新能源汽車等領(lǐng)域的研發(fā)工程師與技術(shù)管理者，通過(guò)理論講解、實(shí)驗(yàn)操作與案例建模等形式，全面剖析電池?zé)崾Э氐某梢颉⒀莼瘷C(jī)制與仿真預(yù)測(cè)方法，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)座無(wú)虛席，反響熱烈。
仿真技術(shù)為產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶來(lái)的
一、背景介紹
動(dòng)力電池系統(tǒng)上包含了許多密封結(jié)構(gòu)，在雨季車輛過(guò)積水路面或者電池包熱失控氣體膨脹時(shí)均可能導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)失效帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，已成為電池包密封結(jié)構(gòu)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。
Ls-dyna是一款以顯示動(dòng)力學(xué)分析為主的數(shù)值模擬軟件，該軟件內(nèi)置了多種材料本構(gòu)，對(duì)于不同工程應(yīng)用場(chǎng)景均提供了豐富的解決方案。
二、解決方案
基于Ls-dyna密封圈壓縮仿真通過(guò)輸出密封圈壓縮率可以有效識(shí)別評(píng)估電池包密封結(jié)構(gòu)是否有失效風(fēng)險(xiǎn)
電池包密封圈
電池包的設(shè)計(jì)要求具有電氣設(shè)備外殼的IP67防水防塵護(hù)等級(jí)要求，其密封設(shè)計(jì)格外重要。 對(duì)于自然風(fēng)冷散熱的電池包，電池箱必須是完全密封的，在箱體或者箱蓋上設(shè)有透氣不透水平衡閥，起到平衡內(nèi)外壓力、防爆的作用； 對(duì)于靠強(qiáng)制風(fēng)冷的電池包，除了通風(fēng)孔處，其余位置不允許發(fā)生泄露；電池箱的上下蓋必須加密封圈、電氣件接插口和進(jìn)出口風(fēng)道的位置必須加密封墊。
目前市面上的電池包中
一、背景
動(dòng)力電池系統(tǒng)上包含了許多密封結(jié)構(gòu)，在雨季車輛過(guò)積水路面或者電池包熱失控氣體膨脹時(shí)均可能導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)失效帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，已成為電池包密封結(jié)構(gòu)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。
二、解決方案
基于Ls-dyna密封圈壓縮仿真通過(guò)輸出密封圈壓縮率可以有效識(shí)別評(píng)估電池包密封結(jié)構(gòu)是否有失效風(fēng)險(xiǎn)。
三、仿真思路簡(jiǎn)述
1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過(guò)程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程
電池包作為新能源汽車的核心部件，在車輛行駛過(guò)程中會(huì)頻繁經(jīng)歷涉水沖擊場(chǎng)景，因此發(fā)生水流侵入電池包內(nèi)部，造成絕緣故障帶來(lái)安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)較大。主要有兩種失效形式：1、塑料件電池包密封蓋受水沖擊發(fā)生變形甚至破裂失效；2、電池包密封結(jié)構(gòu)受水沖擊滲水失效。對(duì)于上述的失效形式一，基于LSDYNA ALE算法開發(fā)了一種電池包涉水沖擊雙向流固耦合仿真方法，可用于評(píng)估電池包涉水沖擊場(chǎng)景中水的流動(dòng)狀態(tài)及密封蓋應(yīng)力狀態(tài)
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
燃料電池是一種非燃燒過(guò)程的電化學(xué)能轉(zhuǎn)換裝置，將氫氣（等燃料）和氧氣的化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為電能，是發(fā)電設(shè)備而非儲(chǔ)能設(shè)備。
根據(jù)電解質(zhì)的不同，分為堿性燃料電池AFC、磷酸燃料電池PAFC、熔融碳酸鹽燃料電池MCFC、固體氧化物燃料電池SOFC、質(zhì)子交換膜電池PEMFC。
目錄
1電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
2 燃料電池定義和分類
3 燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
4 動(dòng)力電池研發(fā)中主要的流體
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由于電池研究過(guò)程中的物理現(xiàn)象具有相差非常大的時(shí)間和空間維度，ANSYS為此提供了MSMD的解決方法；還針對(duì)電池使用過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，如短路、熱失控等提供了相應(yīng)的模型和解決方案。
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1 電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
2 燃料電池定義和分類
3 燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
4 動(dòng)力電池研發(fā)中主要的流體/結(jié)構(gòu)問(wèn)題
5 ANSYS動(dòng)力電池應(yīng)用案例
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? 性能(能量密度及功率密度)
? 耐用性和使用壽命(考慮在不同環(huán)境和使用周期)
? 安全性(考慮惡劣環(huán)境)
? 費(fèi)用成本
? 復(fù)雜的多尺度、多物理場(chǎng)系統(tǒng)
? 快速發(fā)展的材料和設(shè)計(jì)理念
? 現(xiàn)有軟件工具局限性
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1. 動(dòng)力電池開發(fā)中面臨的問(wèn)題
2. 新能源電池結(jié)構(gòu)仿真類別
