电池包是新能源汽车的关键零部件，其耐久性影响着新能源汽车整体的可靠性，按照国标GB/T31467.3-7.1振中的要求，电池包需要在振动试验台上进行三个方向上疲劳耐久，测试从Z轴开始，然后是Y轴，最后是X轴。每个方向的测试时间是21个小时。本文基于某车型动力电池包，使用Hypermesh-Optistruct-Ncode联合仿真分析手段，进行随机振动疲劳分析。

本文以新能源汽车电池包底座模态分析为例，演示iSolver的分析流程，并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。2.模型背景： 此案例为新能源汽车电池包底座的模态分析，由于汽车在使用过程中会受到路面的随机振动激励，对于电池包底座来说，设计初期就应该避免各阶模态与路面激励过于相近的问题，所以需要对其进行模态分析。分析对象为不规则二维实体带加筋板结构。

3.安全防护配置：平台表面做绝缘防滑处理，耐电压≥1000V，避免电池包碰撞后漏电风险；周边配备防护围板与缓冲装置，吸收冲击量，保障测试环境安全。 三、电机耐久测试专用方案：高频振动下的保障 1.抗振性能强化：平台阻尼比≥0.25，振动传递率≤3%，可快衰减电机高频振动，避免成为二次振动源；底部配备专用阻尼减振垫，隔离地面振动干扰，确保振动传感器采集数据纯净。

图7 约束条件6) 创建分析本案例采用模态法随机响应分析，故第一步创建频率分析，第二步创建随机响应分析，为保证计算精度，频率分析步的频率区间取激励频率的1.5-2倍。随机振动分析步载荷输入即加速度PSD功率谱密度可参考《GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求》进行设置，完成各分析步参数设置后，提交计算。本次主要进行了Z向随机振动分析。

这一过程可以通过Simcenter3D的Correlation相关性分析模块进行实现。相关性分析的本质是分析数值仿真模型与试验模型的相似程度。结构动力学属性可以计算仿真振型与试验振型的相关系数MAC、仿真传函与试验传函的相关系数FRAC、对模态空间做正交性检验，从不同侧面描述和分析两个模型的差异。

从销售数据来看，2019年第一季度，国内新能源车的产量为30.4万辆，销量为29.9万辆，同比增长了102.7%和109.7%。其中有的车型月销量已经过万（在汽车行业，月销量过万标志着是一个成功的车型）。2019年前四个月，某国产自主品牌新能源汽车的销量已经超过传统燃油车。新能源汽车的份额呈逐年增长的趋势。

<p>新国标GB38083-2022（<span style="color: rgb(4, 4, 4);">代替GB/T 31467.3-2015</span>）中对新能源电池pack的结构强度进行了强制性的要求。在设计阶段，各主机厂都将电池pack需通过国标强度仿真（包括挤压、随机振动、冲击和模拟碰撞等工况）作为必要条件。

本文基于Hypermesh有限元软件建立新能源汽车用永磁同步电机模型进行模态分析，其参数指标如表1： 表1 电机参数表 2 模态分析有限元模型建立

设计变量设定为每个板件的厚度，约束条件根据前文中传统钢制车门的静力学分析结果，设定为Z方向上位移最大为±8.5 mm，取1.5 mm的裕度是为之后的进一步优化做铺垫，使车门始终满足最低的刚度要求。第1阶约束模态频率为44.93 Hz，符合工程要求。优化后的最大厚度出现在铰链加强板位置，车门内外板的中心面则普遍厚度大幅度下降，很多呈现厚度为1 mm。

4 试验模态 采用LMS SCADS 信号采集与分析系统对样机进行模态试验。将样机置于弹性塑料垫上，在样机中部周向布置36个激振点，采用锤击法进行测试。为确保测试信号的可靠性，减小测试过程中的敲击误差及信号干扰，对同一测试点多次敲击并对产生的信号取平均。图4为试验模态振型图。

图6 冷却液流动云图（动图）图7 1c放电发热功率图8展示了STAR-CCM+计算出的液冷系统压力云图，压降为1.8kPa，远低于设计限值10kPa。系统采用两进两出并联结构，确保了流量均匀性，满足设计要求。图9为随着时间变化的电池系统的温度云图模拟新能源汽车暴晒后启动汽车并高速行驶工况，属新能源电池系统的高温冷却挑战。

因为塑胶材料和铜/铝的热膨胀系数差异较大，比如PA6两者的差异最大能到10倍左右，PPS略好在1.5-3倍，如果基体材料不添加玻璃纤维或者弹性体及增韧剂做改性，冷热冲击试验的过程，塑胶有开裂风险； 如何有效的预测此类产品是否会在冷热冲击过程中有开裂风险是目前行业的一大痛点，传统的开发过程，需要在样件阶段进行冷热冲击物理试验，如果试验开裂，结构变更、模具变更、材料变更等周期长，成本高，如果在开发前期

图1 汽车底护板随着全球汽车产业向电动化、智能化加速转型，新能源汽车的底部安全防护已成为决定产品可靠性与市场竞争力的核心要素之一。面对复杂的真实路况——从城市道路的减速带到非铺装路面的碎石与凸起——作为动力电池“第一道物理防线”的底护板，其性能直接关系到整车的安全底线。

2.2 施胶时间对灌封胶粘接强度的影响 传统灌封胶应用领域对灌封胶与基材的粘接性能普遍无强制性要求。对于新能源电池用导热灌封胶，通常要求灌封胶对电池包基材有较好的粘接性，新能源电池涉及的灌封基材包括 3系铝、6系铝及PET膜等。

GB38031-2020 新能源电池包随机振动CAE分析报告 1、模型介绍 2、材料参数 3、连接关系 4、约束与载荷 5、分析结果 6、结论