某电动汽车电池包挤压仿真分析.docx

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