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1 問題設定 新能源汽車電池包擠壓分析的目的是采用 FEA 方法檢驗電池包是否可以滿足國標對電 池包擠壓性能的要求，包括電池包在擠壓過程中的結構變形、應力以及整體剛度等指標。 本 案例是利用 Abaqus2017 來建模以及求解。

在電池擠壓變形過程中，當載荷達到最大時電池會由于殼體強度失效、變形量增大導致其內部發生熱失控，因此對于電池單體乃至于電池包的設計，合理布置其內部結構設計，如何保護好電池包內部的電池單體，是提高電池包的防碰撞能力的最重要的考量，對于其安全性能的改善也是十分必要的途徑。

車用動力電池的擠壓載荷變形響應及內部短路失效分析_蘭鳳崇.pdf復現的文獻是《車用動力電池的擠壓載荷變形響應及內部短路失效分析_蘭鳳崇》。是華南理工大學學報的一篇EI文獻。文獻中所提到的模型材料參數、電池的各向同性本構方程都比較詳細，用getdate扣下曲線數據，與我本文里的復現仿真模型導出的曲線對比，誤差較小，論文模型復現成功。

擠壓行業內常用標準：材料的抗拉強度、侵入30%或100kN擠壓力時不起火不爆炸工況解讀：擠壓仿真模擬整車受到碰撞所受載荷，屬于客戶濫用工況，只需滿足一次性安全防護即可 相比于隨機振動、機械沖擊的長期服役要求，擠壓只需滿足一次性載荷即可。擠壓發生后，電池包發生肉眼可見的變形，即使能夠電池包還能夠正常工作，電池包都會報廢處理，以應對不可預測風險。

<p><span style="color: rgb(64, 64, 64);">在LS-DYNA中開展電池包擠壓模擬，通過仿真手段全面評估電池包在極端載荷下的結構安全性和失效行為。

新能源電池結構仿真解決方案3.1 新能源動力電池整包自重分析3.2新能源汽車動力電池模組強度分析3.3新能源汽車動力電池單體強度分析3.4新能源汽車動力電池pack振動性能仿真3.5新能源電池包機械沖擊仿真3.6 新能源汽車動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的新能源動力電池整包擠壓計算3.9 新能源動力電池包

以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實現整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hyperview中進行后處理。

動力電池包作為電動汽車的儲能裝置，在可靠性發生失效的情況下，尤其是當一些關鍵部件或結構失效（例如出現松動、斷裂等情況）時，電池單體或者模組將發生位移、晃動或者被擠壓的情況，這將進一步造成相關部件的加速損壞，導致漏電或者采樣傳感器的失效，甚至誘發電池性能衰減，管理系統失效、電能中斷或起火爆炸等情況的發生。因此動力電池包的振動試驗也與安全性緊密相關，一直是動力電池測試評價領域關注的重點。

金屬類材料中，鋁合金除了重量輕、抗氧好之外，還有利于回收，在電池包上的應用量非常大。 考慮到結構強度，壓鑄鋁箱和擠壓-拼焊鋁箱多用在下箱體，沖壓-拼焊鋁箱一般用在上箱蓋。

新能源電池結構仿真解決方案3.1 新能源動力電池整包自重分析3.2新能源汽車動力電池模組強度分析3.3新能源汽車動力電池單體強度分析3.4新能源汽車動力電池pack振動性能仿真3.5新能源電池包機械沖擊仿真3.6 新能源汽車動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的新能源動力電池整包擠壓計算3.9 新能源動力電池包

文章來源：2022 第五屆LS-DYNA技術論壇視頻鏈接：LS-DYNA中鋰電池的電化學-熱-結構耦合擠壓、針刺模型技術校對：董驍， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴

多物理場電池擠壓和針刺采用分布式等效電路模型，可以模擬電池的局部短路，模型中電池電的輸入參數和熱的輸入參數與fluent可以共用。 8月將舉辦第二期：LS-DYNA鋰電池結構仿真應用介紹，敬請期待！

電池包箱體的總的傳熱系數與箱體材料的導熱性能、電池包內氣體狀態、箱體外壁處的空氣流動狀態和電池包的密封情況有關。因此電池包箱體的總傳熱系數可以用與上述因素有關的物理參數來表示，即: 通過對上文公式進行分析，可以得出影響電池包箱體保溫性能的主要因素為保溫材料的冷橋的存在。

</p><p class="ql-align-justify">注2：擠壓工況包括X、Y兩個方向，腳本會自動創建擠壓柱和剛性墻體，但由于電池pack的尺寸與空間位置不同，擠壓柱和墻體的位置需在abaqus的Assembly模塊中手動調整到合適位置，適應不同電池包，再提交計算。除擠壓以外的其他工況不用做任何修改，直接提交計算即可。

電池包作為新能源汽車的核心部件，在車輛行駛過程中會頻繁經歷涉水沖擊場景，因此發生水流侵入電池包內部，造成絕緣故障帶來安全隱患的風險較大。主要有兩種失效形式：1、塑料件電池包密封蓋受水沖擊發生變形甚至破裂失效；2、電池包密封結構受水沖擊滲水失效。

鑒于電池包內部結構復雜，且設計變更頻率較高，因此借助數值仿真的手段可大幅提升產品優化迭代的效率，縮短研發周期，降低測試成本。電池包隨機振動仿真可用于評估電池包在振動條件是否滿足結構性能要求。這種分析方法有效確保了電池包在汽車正常行駛過程中不產生振動破壞。通過隨機振動仿真，可以識別結構振動風險以及潛在的結構失效位置，進而采取相應的措施來改善設計或加強結構，提高電池包的可靠性和安全性。

Ansys熱應力分析可使電池包散熱板開裂風險降低30%、熱失控預警時間提前8分鐘，構建全周期安全防護體系，技術鄰依托資深師資團隊打造的定制培訓，能讓企業工程師快速掌握這套核心防護技術。 新能源汽車電池包的熱應力安全問題，是制約行業發展的關鍵瓶頸。電池包在充放電、高溫環境及熱失控初期均會產生顯著熱應力，若管控不當，極易引發殼體破裂、電芯擠壓短路等嚴重安全隱患。