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三穗一套新能源汽车整车碰撞动力电池PACK仿真分析

来源: 发布时间:2019-11-17 609 次浏览

  虽然该车出厂之前,相关工作人员对动力电池进行了挤压、针刺、撞击等安全性测试,但舆论仍认为此事暴露了纯电动汽车在电池安全方面仍然存在问题。由于在纯电动汽车的碰撞事故中,动力电池受到撞击和挤压引起变形,电池包内部其它部件在碰撞中也可能会受到挤压和冲击,有发生短路甚至起火爆炸的危险。因此,电动汽车在研发阶段必须进行严格的仿真分析和实验测试。

  ③ 约束模态分析边界条件:由于动力电池pack低阶模态对结构动态性能影响大,因此,动力电池pack模态分析抽取前十阶固有频率。约束托脚螺栓孔节点 X、Y、Z 方向的平动自由度和转动自由度,如图3所示。

  动力电池pack静强度分析目的是了解汽车在城市中比较常见的工况:过减速带颠簸工况、颠簸紧急制动组合工况、急颠簸急转弯组合工况时,电池模块晃动产生的惯性冲击力作用于箱体内壁,电池箱体产生的应力和变形情况。

  动力电池pack静强度分析在Hypermesh中进行前处理,然后利Optistruct求解出电池箱体产生的应力和变形结果。

  :定义坐标系,X正向指向垂直颠簸方向,Y正向指向车辆行驶方向,Z正向车辆转弯方向。约束电池包螺栓孔节点的X、Y、Z方向的平动自由度。如表2所示。

  动力电池pack静强度分析在Hypermesh中进行前处理,然后利Optistruct求解出动力电池pack在扭转或者弯曲载荷作用下电池箱体的应力分布云图。

  动力电池pack挤压分析目的是评价动力电池pack在整车碰撞过程中,电池包能够承受挤压的能力,确保电池包在整车碰撞工况下不会发生起火、爆炸等事故。

  :动力电池pack挤压分析在Hypermesh中进行前处理,然后用Ls-dyna求解出动力电池pack挤压变形量。

  :用一个半径为75mm半圆柱体(长度大于测试对象高度,但不超过1m),分别沿X和Y方向挤压电池包系统,当挤压力达到200KN或挤压量达到挤压方向整体尺寸的30%,如图5所示。

  动力电池pack跌落分析目的是模拟动力电池pack在装配过程中跌落到水泥地面上的情况,以了解动力电池pack在跌落过程中是否会出现撕裂、断裂、影响功能与性能的塑形变形等情况。

  动力电池pack挤压分析在Hypermesh中进行前处理,然后用Ls-dyna求解出动力电池pack不同时间的等效塑性应变。

  根据GB/T 31467.3-2015的要求,整体模型沿竖直方向,从1m的高度处自由落体到水泥地面,如图6所示:

  :动力电池pack冲击分析。主要模拟电池包在整车行驶过程中遇到的冲击载荷,确保结构在实际冲击载荷工况下不发生撕裂、断裂、影响功能与性能的塑形变形等情况。

  动力电池pack冲击分析在Hypermesh中进行前处理,然后用Ls-dyna求解出动力电池pack的更大塑性应变的位置。

  ③ 冲击分析边界条件:根据GB/T 31467.3-2015的要求,约束动力电池pack螺栓孔节点X、Y、Z方向的平动自由度和转动自由度,对电池包施加峰值25g(15ms 周期)的半正弦冲击波形(如下图),Z 轴方向冲击3次,加载曲线所示,动力电池pack冲击模型如图8所示:

  动力电池pack模拟碰撞分析,主要电池包在整车碰撞过程中承受冲击载荷的能力,确保电池包在整车碰撞工况下机械结构安全,不挤压到电芯,不会发生起火、爆炸等事故。

  动力电池pack模拟碰撞分析在Hypermesh中进行前处理,然后用Ls-dyna求解出动力电池pack的更大塑性应变的位置。

  根据GB/T 31467.3-2015的要求,将电池包安装在车架上,根据车身重量,对系统在 X 和 Y 方向同时施加如表2的加速度。

  匈牙利布达佩斯技术与经济大学,硕士学历;河南理工大学学士学历,就职于某新能源汽车主机厂,分析内容涉及新能源汽车碰撞仿真分析,电池PACK分析,悬架设计与分析,悬置系统解耦分析分析,行人保护分析等。

  基于GBT 31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全性要求与测试方法评价标准,以Hypermesh软件作为电池PACK的前处理器,以Ls-dyna软件,Hyperworks optistructT模块作为PACK仿真的求解器,建立了某车型的电池PACK仿真分析模型,电池PACK模型包括模态、静刚度、挤压、跌落、冲击,通过多轮的仿真优化分析,最终在满足设计目标的前提下电池PACK实现轻量化设计。