Ansys软件：动力电池包结构仿真分析实战

文章来源: 艾迪捷-微信公众号

动力电池作为电动汽车的重要动力来源，是影响电动汽车性能的重要指标。而作为电池组的载体，电池包则起着保护电池组正常、安全工作的关键作用。因此，电池包的结构可靠性必须满足使用要求才可以保证行驶的安全性。

下图梳理了动力电池在电池包这个层级，结构设计中通常需要关注的问题，

此外，国标 GB/T 31467也规定了电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统的安全性要求和测试方法。在该标准中详细介绍了电池包的振动、机械冲击、跌落、翻转、碰撞、挤压、温度冲击等一系列的安全性测试和具体要求。

振动测试：电池包或系统安装在振动台上，振动测试在三个方向上进行，测试从Z轴开始，然后是Y轴，最后是X轴。

要求：电池包或系统保持连接可靠、结构完好，无外壳破裂。

冲击测试：对电池包施加25g，15ms的半正弦冲击波形，Z轴方向冲击三次

要求：电池包无泄露、外壳破裂、着火或爆炸现象。

跌落测试：电池包以实际维修或者安装过程中最可能跌落的方向，若无法确定最可能跌落的方向，则沿Z轴方向，从1m的高度处自由跌落到水泥地面上。

要求：电池包或系统无电解液泄露、着火或爆炸现象。

翻转测试：电池包以实际维修或者安装过程中最可能跌落的方向，若无法确定最可能跌落的方向，则沿Z轴方向，从1m的高度处自由跌落到水泥地面上。

要求：电池包无电解液泄露、着火或爆炸现象。

挤压测试：挤压板形式为半径75mm的半圆柱体，半圆柱体的长度大于测试对象的高度，但不超过1m。挤压方向为x和y方向(汽车行驶为x轴，另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴)。挤压程度：挤压力达到100kN或挤压变形量达到挤压方向的整体尺寸的30%时停止挤压。

要求：电池包无着火或爆炸现象。

CAE仿真技术 在传统汽车行业早已得到广泛应用，在新能源汽车的研发过程中也同样如此。在产品设计初期（概念设计、详细设计阶段），通过引入CAE仿真技术，即可用于评估设计方案的合理性、优化产品的性能等；在设计初期对设计参数的修改，对设计的成本和周期的影响相对较小。

作为CAE仿真技术的领导者，ANSYS为新能源汽车的仿真应用提供了丰富的解决方案。就电池包的结构仿真分析而言，ANSYS针对电池包具体使用过程中的结构强度、振动性能、疲劳分析、跌落分析、挤压分析、冲击分析等一系列国标中要求的测试均有对应的仿真方案。

1、 基于ANSYS Mechanical Enterprise 电池包刚强度、模态分析

2、 基于ANSYS Mechanical Enterprise的电池包随机振动仿真分析

3、 基于ANSYS Mechanical Enterprise + nCode DesignLife电池包振动疲劳仿真分析

4、基于ANSYS Mechanical Enterprise的电池包挤压仿真分析

5、 基于ANSYS Ls-Dyna电池包机械冲击仿真分析

6、 基于ANSYS Ls-Dyna电池包跌落仿真分析

从上述内容可见，ANSYS为新能源汽车动力电池包 结构仿真应用提供了完整的解决方案。

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