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元器件
Elements
某电动汽车电池包挤压仿真分析
SqueezingSimulationAnalysisofElectricVehicleBattery
Box
冯富春,杨重科,李彦良,辛雨,高建保
北京新能源汽车股份有限公司,(北京,102606)
FengFuchun,YangZhongke,LiYanliang,XinYu,GaoJianbao
BeijingElectricVehicleCo.,Ltd.Beijing,(102606,China)
摘要:电池箱是动力电池系统的核心部件,是保证动力电池及其内部器件安全的屏障。本文采用Abaqus软件对电池包进行X
向和Y向挤压仿真分析,模拟了电池箱在挤压过程中的形变及应力情况。根据分析结果对电池箱进行优化设计,提高了电池包
的抗挤压能力,挤压仿真可为电池包的安全设计提供重要参考。
关键词:电池包挤压仿真安全性
Abstract:Batteryboxisthecorecomponentofbatterypowersystem,whichcanensurethesafetyofthebatteryandothercomponents.
BasedontheAbaqussoftware,squeezinganalysisofbatteryboxiscarriedoutintheXandYdirection.Thedisplacementandstressof
batteryboxareobtained.Batteryboxisoptimizedbasedontheanalysisresults,whichcanimprovethesqueezedabilityofbatterybox
andprovidesafetydesignreferenceforbatteryboxdesign.
Keywords:Batterybox,Squeezingsimulation,Safety
[中图分类号]U461.2[文献标识码]A文章编号:1561-0349(2017)04-0033-04
1引言
池箱的结构进行优化,从而提高电池包的抗挤压强度,保证
了电池包的安全性。电池包挤压仿真,可为电池系统的安全
随着能源的紧缺及环境污染问题的日益加剧,新能源汽
设计提供有益参考。
车成为当今汽车领域研究的热点,安全、节能和环保,已成
为当前汽车工业发展的三大趋势。和其他交通工具一样,电
2电池箱几何模型
动汽车必须综合考虑各部件的安全性及使用寿命等方面的要
电池包采用CATIA进行三维建模,其模型如图1所示。
求
[1]。电池箱作为电池系统的重要部件,是保证系统安全的重
电池包长1465mm,宽960mm,高270mm。箱盖由DC06钢
要屏障。GBT31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包
材冲压成型,箱体为压铸一体成型,材料为ZL104。箱体设有
和系统第三部分:安全性要求与测试方法中,给出了电池系
11个固定点与车体连接。经过估算,整个电池箱约重410kg(包
统安全性测试的具体方法。根据反馈电池包挤压测试,经常
会出现箱体失稳或严重变形导致的电池模组短路现象,因而
括电池、箱体、线束、BMS、接插件等)。
引起电池包爆炸起火,是安全性测试中通过率较低的项目。
电池系统成本昂贵,如果单纯采用试验方法进行研究,不但
增加研发成本还会延长开发周期。随着计算机技术和数值计
算方法的快速发展,基于有限元理论的CAE分析技术在动力
电池系统安全领域得到了广泛应用,如电池包在极限工况下
的、、
等
[2,3]。
本文针对某纯电动汽车电池包进行挤压仿真分析,对电图1电池包模型
?电源世界2017/04|33
元器件Elements
3有限元模型5边界条件及载荷
为了更好地模拟电池包受挤压后对电池模组、高低压器,压头
件及BMS的影响,建立有限元模型时将采
除,对
国标规定挤压力达到或挤压变形量达到挤压网格划分,高低压器件及BMS采用四面体网格划分,网格尺
方向整体尺寸,并保压10min。为了能够
寸在(之间。箱体钣金件进行抽中面处理,对中面中
快速求解,设置,载荷通过SmoothStep
存在的残缺破面进行修补。对箱体中的倒角、小孔等进行适
幅值曲线进行施加。挤压力加载曲线见图4。
当的几何简化,采用四面体单元对箱体模型进行划分,单元
尺寸取8mm,整个模型共划节
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