電源、電池包結(jié)構(gòu)的案例
ANSYS電池包行業(yè)結(jié)構(gòu)仿真解決方案
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目前動(dòng)力電池開發(fā)中面臨的問題：
? 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 接新能源電池包結(jié)構(gòu)仿真分析
接仿真任務(wù)，主要為新能源電池包結(jié)構(gòu)類:振動(dòng)，沖擊，擠壓，碰撞，底部球擊，模組膨脹力等等。D寫畢設(shè)論文，有需要私聊。
電池包涉水沖擊工況密封結(jié)構(gòu)仿真評估（近期推出視頻課程） ￥8.88
電池包作為新能源汽車的核心部件，在車輛行駛過程中會(huì)頻繁經(jīng)歷涉水沖擊場景，因此發(fā)生水流侵入電池包內(nèi)部，造成絕緣故障帶來安全隱患的風(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，可用于評估電池包涉水沖擊場景中水的流動(dòng)狀態(tài)及密封蓋應(yīng)力狀態(tài)；對于上述的失效形式二，引入LSDYNA與STAR CCM+聯(lián)合仿真，開發(fā)了正向判定電池包密封結(jié)構(gòu)滲水失效的方法。
展開 純電動(dòng)汽車電池包密封結(jié)構(gòu)研究
同時(shí)吸水性較低、具有優(yōu)異的壓縮應(yīng)力松弛和抵抗永久變形的能力，適合作為電池包的密封材料。
合適的材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能使電池包的密封達(dá)到優(yōu)異的狀態(tài)。
某純電動(dòng)汽車電池包安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
因此探討適合傳動(dòng)汽車電動(dòng)化動(dòng)力電池安裝點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法非常重要。本文提出了 一種新型動(dòng)力電池包安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并對安裝點(diǎn)進(jìn)行仿真結(jié)構(gòu)驗(yàn)證分析。
2純電動(dòng)汽車電池包安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1電池包安裝點(diǎn)簡化模型構(gòu)建
傳統(tǒng)燃油車基礎(chǔ)電動(dòng)化開發(fā)的新能源汽車， 電池包安裝點(diǎn)模型和受力承力架構(gòu)如圖l所示。電池包安裝點(diǎn)采用安裝梁結(jié)構(gòu)，前后貫通且前端與前艙縱梁連接形成有效、連貫的封閉的梁結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)燃油車電動(dòng)化過程，電池包通常布置在乘員艙地板下部，其布置位置與側(cè)圍門檻關(guān)系如圖 2所示，門檻梁內(nèi)板為1.4mm單層鋼板，結(jié)構(gòu)較弱且距離電池包安裝點(diǎn)約有90mm距離，若承擔(dān)400Kg電池包重量，在各種工況下的受力，勢必嚴(yán)重破壞。根據(jù)電池包簡化模型構(gòu)建思路，設(shè)計(jì)電池包安裝梁結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
2.2電池包安裝梁（點(diǎn)）結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)
純電動(dòng)車的動(dòng)力電池巧妙的布置在車身 底板下部 ，電池包厚度高達(dá)168（前底板）1286mm（后座），電池包布置在現(xiàn)有車身下部，影響車輛通過性，總布置綜合評估，車身底板局部配合地方向Z正方向偏移50mm,車身安裝梁結(jié)構(gòu)能確保電池包系統(tǒng)的防護(hù)安全。根據(jù)電池包重量分布，合理的布置10個(gè)電池包安裝點(diǎn)，在電池包的安裝點(diǎn)根據(jù)圖2所示斷面設(shè)計(jì)，進(jìn)行安裝梁的工程設(shè)計(jì)如圖3所示。
電池包安裝點(diǎn)工程數(shù)據(jù)按照工藝焊接級次， 左右兩側(cè)各由6個(gè)級次總成和8個(gè)單件零部件構(gòu)成。工程數(shù)據(jù)提交CAE分析驗(yàn)證安裝點(diǎn)強(qiáng)度，對垂直(Z3.5g)、剎車(Xlg,Z-lg)、轉(zhuǎn)向(Ylg,Z-lg)、剎車＋轉(zhuǎn)向(XO.7g,YO.7g,Z-lg)四個(gè)工況進(jìn)行分析，如圖4所示。
各種工況條件進(jìn)行 CAE仿真分析得到如 下分析結(jié)果。
展開 7/7 Ansys在電池包結(jié)構(gòu)仿真方案中的應(yīng)用
簡介：
電動(dòng)汽車采用鋰離子動(dòng)力電池包安全性測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)力電池包安全性測試要求及仿真解決方案。
時(shí)間：
2020/07/07 16:00
講師簡介：
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)，曾就職于國內(nèi)知名車企，具備多年CAE仿真工作經(jīng)驗(yàn)，擅長Ansys結(jié)構(gòu)產(chǎn)品線的應(yīng)用，特長是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。對新能源電池包結(jié)構(gòu)仿真比較了解，服務(wù)過國內(nèi)多家大型新能源電池包生產(chǎn)制造商。
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展開 某型電動(dòng)汽車電池包結(jié)構(gòu)安全性研究
來源：上海理工大學(xué)
0.引言
目前，針對電池箱體結(jié)構(gòu)性能方面的研究主要是集中在靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析等方面。電池箱的靜態(tài)分析的目的在于分析電池箱的承載能力、抗變形能力，找到設(shè)計(jì)不足之處，從而優(yōu)化電池箱的薄弱位置，保障動(dòng)力電池安全。動(dòng)態(tài)分析主要是指模態(tài)分析、定頻振動(dòng)分析、隨機(jī)振動(dòng)分析等，用來分析電池箱在路面不平度激勵(lì)下，電池箱容易振動(dòng)的薄弱位置，對電池箱進(jìn)行抗振優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其抗振性能。本文基于某汽車主機(jī)廠的純電動(dòng)汽車電池結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，首先通過HyperMesh建立了電池包的有限元模型，進(jìn)行了靜力學(xué)分析，結(jié)果表明在3種典型工況下，最大應(yīng)力均小于屈服強(qiáng)度，滿足安全系數(shù)，結(jié)構(gòu)未發(fā)生失效；然后，基于OptiStruct進(jìn)行了電池包模態(tài)分析和隨機(jī)振動(dòng)分析，確認(rèn)了結(jié)構(gòu)失效的最危險(xiǎn)位置；最后進(jìn)行了掃頻試驗(yàn)、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該動(dòng)力電池包滿足在通過不平路面引起的隨機(jī)振動(dòng)下的安全性能要求。對比了掃頻試驗(yàn)得到的實(shí)際模態(tài)與仿真計(jì)算得到的模態(tài)，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性。
1.電池包有限元分析模型的建立
電池包由上蓋、下箱體、模組、銅排、BDU、BMU、接插件、防爆閥、冷卻系統(tǒng)等部分構(gòu)成。某汽車主機(jī)廠的純電動(dòng)汽車電池結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其長×寬×高分別為1473.6mm×1190mm×146mm。電池包具體參數(shù)如表1所示。上箱體材料為SMC復(fù)合材料，密度為1.7e-9kg/m3，楊氏模量為1.0e+4MPa，泊松比為0.3。下箱體材料為Al6061-T6,密度為2.7e-9kg/m3，楊氏模量為7.0e+4MPa，泊松比為0.33。 在保證計(jì)算精度前提下，對電池包進(jìn)行簡化，以HyperMesh軟件建立電池包有限元模型，以質(zhì)量點(diǎn)的形式模擬電池、模型質(zhì)量的檢查，為動(dòng)力電池包的箱體和電池模組單元賦予材料屬性、約束及載荷施加以及工況的定義等。
展開 新能源汽車動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)輕量化開發(fā)方法與實(shí)踐
本文來自華南理工大學(xué) 蘭鳳崇教授在“2018中國汽車輕量化論壇”上的報(bào)告，未經(jīng)本人確認(rèn)。特此說明。
來源：車訊前沿
【Ansys線上直播回看】Ansys在電池包結(jié)構(gòu)仿真方案中的應(yīng)用
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電動(dòng)汽車采用鋰離子動(dòng)力電池包安全性測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針對這些需求可以提供相應(yīng)解決方案。
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展開 性能出眾，先進(jìn)研發(fā)丨《ANSYS電池包行業(yè)結(jié)構(gòu)仿真解決方案》現(xiàn)已開放領(lǐng)取
動(dòng)力電池開發(fā)中面臨的問題
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
4.4.1 模型處理
4.4.2 網(wǎng)格劃分
4.4.3連接設(shè)置
4.4.4 跌落求解設(shè)置
4.5 結(jié)果分析
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展開 新能源電池包、模組等結(jié)構(gòu)基于ABAQUS的多次沖擊（連續(xù)沖擊）、多次跌落等多個(gè)顯式工況的累加計(jì)算 ￥9.99
本方法可用于顯式工況后動(dòng)能的釋放、多個(gè)不同顯式工況的累加計(jì)算等（如沖擊完跌落，先X向沖擊再Y向沖擊等）
對于新能源電池包、模組等結(jié)構(gòu)通常會(huì)有多次沖擊（連續(xù)沖擊）或多次跌落的要求，采用ABAQUS進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)求解時(shí)，進(jìn)行完一個(gè)顯示分析工況的求解后，結(jié)構(gòu)往往有很大的動(dòng)能，不能直接進(jìn)行第二個(gè)顯式工況的加載，本文以某一簡化的模組為例說明在ABAQUS中解決連續(xù)沖擊的問題。
案例采用的模組12Kg，沖擊工況為25g/15ms，Y向沖擊兩次。
以下為計(jì)算的結(jié)果對比，首先是第一次正常沖擊的結(jié)果，第二個(gè)是消除第一次沖擊后動(dòng)能及彈性變形的結(jié)果，此時(shí)保留了塑形變形與殘余應(yīng)力，第三個(gè)是在第二個(gè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一次正常沖擊，可以看出，連續(xù)兩次沖擊后，模組側(cè)板的塑性應(yīng)變有增大。
觀察第一次沖擊和第二次沖擊的動(dòng)能曲線，可以看出兩次沖擊的動(dòng)能曲線基本重合。
以下付費(fèi)內(nèi)容包含模型文件，操作步驟說明文件等，感興趣的可以下載學(xué)習(xí)。
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