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环亚ag8810新能源汽车电池包焊点模拟及挤压分析计算

　　采用实体单元模拟汽车零部件之间的焊接点有比较高的精度，且符合实际焊接情况。

　　图5位X方向挤压过程中电池包不同时刻的位移云图。

，见下图

　　电池包作为新能源汽车的核心元件，其结构安全性的保证是新能源汽车在运行过程中必不可少的。本文对某型号电池包进行了挤压分析计算，分析过程中考虑到电池包装配模型的复杂性及Abaqus/Explicit模块中单元类型的局限性，采用C3D8R单元模拟焊点，避免了刚性单元模拟焊点时局部刚度过大以及严重依赖网格的弊端。

　　等效应力通常是作为判断材料是否进入塑性的关键参数，尤其是作为判断关键区域材料是否满足强度要求的主要参考值，因此等效应力也是作为电池包抗挤压性能的重要指标之一。图7为X方向挤压过程中不同时刻的vonMises应力云图。

，见下图

　　*DISTRIBUTINGCOUPLING，ELSET=name　NodeID，WeightFactor

　　电池包作为新能源汽车的核心元件，其结构安全性的保证是新能源汽车在运行过程中必不可少的。本文对某型号电池包进行了挤压分析计算，分析过程中考虑到电池包装配模型的复杂性及Abaqus/Explicit模块中单元类型的局限性，采用C3D8R单元模拟焊点，避免了刚性单元模拟焊点时局部刚度过大以及严重依赖网格的弊端。

，如下图

　　支反力-位移曲线作为评价整体结构刚度的最为直观的参数，是考查电池包抗挤压性能的关键指标。

如下图

　　4计算结果及分析

，如下图

　　考虑到电池包前挤压面与后挤压面之间存在一个高度差，在挤压过程中会产生一个转矩，导致电池包在挤压过程中翻转，并且随着电池包的翻转，高度差会增加，从而产生更大的转矩。因此，需要在电池包翻转初期对其进行控制，限制住电池包在挤压过程中不符合实际的移动变形。

，见图

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　　在电池包受挤压后，最开始的变形发生在与挤压面接触的地方，从变形中可以看出，变形最大的部位发生在与挤压圆柱接触区域，且电池包下半部分变形大于上半部分，这主要是因为电池包外壳体结构呈现为阶梯型构造，导致电池包的变形呈现出一种向上凸起折叠的形式，如图6所示。

　　NodeID，WeightFactor

　　本分析的目的就是通过计算机仿真的方法检验电池包是否可以满足国标对电池包挤压性能的要求。在动力驱动系统开发早期，对电池包的抗挤压特性进行合理的评估和改进可以减少设计周期，降低风险，保证电池包能满足安全性能的要求，同时保证零件的局部强度性能。

图5.电池包X方向挤压不同时刻位移云图

图8.电池包底盘应力云图

　　NodeID，WeightFactor

图5.电池包X方向挤压不同时刻位移云图

　　首先先导入焊点几何位置，并在焊点位置建立ACM焊点，得到该位置焊点的有限元模型，如图4所示。

　　*ELEMENT，TYPE=DCOUP3D，ELSET=name

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　　等效应力通常是作为判断材料是否进入塑性的关键参数，尤其是作为判断关键区域材料是否满足强度要求的主要参考值，因此等效应力也是作为电池包抗挤压性能的重要指标之一。图7为X方向挤压过程中不同时刻的vonMises应力云图。

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1.　　由于在本次计算中，Y向没有不平衡力矩，因此只需要调整ZMP的X坐标。为了尽可能小的约束模型，同时达到抑制电池包在挤压中翻转的问题，采用刚度较小的SPRINGA单元连接电池包前端位置，如图3所示，其刚度的简略计算公式如下：

　　1)刚性连接法：该方法是在两个零部件连接部位建立刚性连接单元，可以采用六自由度或三自由度(只约束平动)的连接方式，使两个节点在被约束自由度上有相同的位移，这种连接方式会导致局部结构刚度偏大，局部连接区域会产生较明显的应力集中现象。

　　图5位X方向挤压过程中电池包不同时刻的位移云图。

　　考虑到电池包前挤压面与后挤压面之间存在一个高度差，在挤压过程中会产生一个转矩，导致电池包在挤压过程中翻转，并且随着电池包的翻转，高度差会增加，从而产生更大的转矩。因此，需要在电池包翻转初期对其进行控制，限制住电池包在挤压过程中不符合实际的移动变形。

　　支反力-位移曲线作为评价整体结构刚度的最为直观的参数，是考查电池包抗挤压性能的关键指标。

　　3焊点模型

图5.电池包X方向挤压不同时刻位移云图

　　等效应力通常是作为判断材料是否进入塑性的关键参数，尤其是作为判断关键区域材料是否满足强度要求的主要参考值，因此等效应力也是作为电池包抗挤压性能的重要指标之一。图7为X方向挤压过程中不同时刻的vonMises应力云图。

2.

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　　2电池包挤压计算模型

3.

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　　NodeID，WeightFactor

　　2电池包挤压计算模型

图3.电池包受力分析图

4.

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　　ElementID，NodeID

　　2)公共节点法：该方法是将不同零部件上对应的节点合并，相邻零部件在点焊处采用同一节点，这种连接方式对模型要求较高，对应节点位置相差不能太远，单元网格的质量要求比较高，且无法模拟焊点断裂的情况。

图9.挤压板支反力时间历程

图2.电池包X方向挤压模型

图3.电池包受力分析图

　　X方向

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