电池包挤压强度分析规范

Q/SZJ191001-2017电池包挤压强度分析规范SpecificationofBatteryCrushAnalysis20XX20XX-12-31实施20XX-11-27发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017电池包挤压强度分析规范范围本标准规定了术语和定义、电池包挤压强度分析要求及方法。本标准适用于本公司电池包挤压强度CAE分析。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GBT31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法；整车碰撞分析有限元建模规范。术语和定义无摘要Abstract本规范描述了电池包挤压强度分析流程，评估电池包强度是否满足《GBT31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》要求，如图1所示。ThisdocumentdescribesthecommonProceduretoassesstheGBT31485-2015requirementsforBatterycrushresistance.图1电池包挤压强度分析示意图流程图ProcessFlowDiagram电池包挤压强度分析流程图如图2所示。模型加载设置Loadsset电池包有限元模型加载设置Loadsset电池包有限元模型输入BatteryFEmodelinput检查基础模型C检查基础模型Checkbasemodel分析模型接触设置Contactset控制卡片设置Controlcardset控制卡片设置Controlcardset建立加载装置CAE模型SetuploadingdeviceCAE布置位移传感器布置位移传感器Layoutofdisplacementsensor提交计算S提交计算Submittoanalysis结果处理Result结果处理Result模型约束设置Constraintsset图2电池包挤压强度分析流程图工具描述ToolDescription仿真分析过程中需要用到的如下软件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前处理(Preprocessors):HyperMesh,Primer求解器(AnalysisCode):LS-DYNA后处理(Postprocessors):Hyperview,Hypergragh,LSPrePost建模过程ModelingProcedure单位Units建模中所用单位制如下所示:Theunitsusedinthemodelingareasfollows:力(Force) 千牛(KN)质量(Mass) 千克(kg)长度(Length) 毫米(mm)时间(Time) 毫秒(ms)内容Contents电池包挤压分析模型包含电池包以及刚性加载装置，该模型根据《整车有限元建模规范》建立。ABatterymodelandrigidwallareneeded.DetailedmodelingprocedurecouldbefoundintheEntireVehicleCrashAnalysisFiniteElementModelingSpecification.坐标系CoordinateSystems有限元模型采用标准的笛卡尔整体坐标系，当测量加速度、速度和侵入量时，可能需要采用局部坐标系。TheFiniteElementmodelsshouldusethestandardglobalCartesiancoordinatesystem.Whenmonitoringaccelerations,velocities,anddisplacements,localcoordinatesystemsmaybeused.建模技巧ModelingTechniques有限元基础模型输入电池包挤压分析模型可从整车碰撞CAE模型中提取，将有限元模型导入CAE分析的前处理软件，该模型要求根据《整车碰撞有限元建模规范》规范建立，提取关键部位包括：电池包。检查有限元基础模型7.4.2.1检查如4.4.1所述的模型，要求数模齐全，网格质量及连接满足《整车碰撞有限元建模规范》要求。7.4.2.2加载装置7.4.2.3导入加载装置，CAE中的加载装置处理为一个刚性半圆柱，根据GBT31485-2015法规建立，长度为1000mm，直径为150mm，如图3所示。图3加载装置分析模型接触设置电池包挤压强度分析模型主要包括以下接触：CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE:加载装置与电池包接触；CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE:电池包自接触；CONTACT_AUTOMATIC_SPOTWELD：电池包焊点与电池包连接接触。控制卡片设置计算控制卡片主要定义：CONTROL_TERMIANTION:设定分析时间100ms；CONTROL_TIMESTEP:设定计算控制时间步长，根据网格质量控制最小单元尺寸确定。当最小单元尺寸为3mm时，dt2ms应大于6.0×10-4ms；CONTROL_SHELL:设定壳单元控制卡片；CONTROL_SOLID:设定体单元控制卡片；CONTROL_CONTACT:设定接触控制卡片；CONTROL_PARALLEL:设定并行处理器控制卡片：CONTROL_OUTPUT:设定输出参数控制卡片；CONTROL_ENERGY:设定能量控制卡片。数据输出卡片主要定义：DATABASE_GLSTAT：定义文本输出总体信息；DATABASE_MATSUM：定义文本输出材料信息；DATABASE_NODOUT：定义文本输出节点信息；DATABASE_RCFORC：定义接触数据输出信息；DATABASE_SLEOUT：定义文本输出梁单元信息；DATABASE_SECFORC：定义截面数据输出信息；DATABASE_BINARY_D3PLOT：定义计算结果文件输出信息；DATABASE_BINARY_D3THDT：定义单元历史数据输出信息。假设和限制Assumptions/Limitations假设Assumptions焊接假设WeldAssumptions8.1.1.1除非特别指定，通常情况下不考虑焊点失效。8.1.1.2所有焊点都起作用。8.1.1.3当不能获得焊点信息时，焊点间距为40-60mm。材料假设MaterialAssumptions8.1.2.1同一个PART中，所有区域的材料属性一致。8.1.2.2考虑应变率影响。8.1.2.3不考虑材料撕裂。几何假设GeometryAssumptions8.1.3.1忽略非显著特征，如直径小于6mm的孔。8.1.3.2不考虑制造过程中产生的褶皱、裂缝及其他非设计特征。刚性部件RigidComponents8.1.4.1在碰撞过程中变形很小的件设置为刚性。8.1.4.2螺栓通常被看做不失效的刚性连接。影响很小的部件8.1.5.1对结果影响很小的部件可以不包含在模型中，但是要配重。限制Limitations材料Material8.2.1.1材料的应力应变曲线只是试验值的近似。数值限制NumericalLimitations8.2.2.1任何数值解都是近似解。载荷和边界条件Loads/BoundaryConditions根据GBT31485-2015，加载装置挤压速度5mm/s，当挤压力达到200KN或者电池包变形量达到30%时停止挤压，如图4所示。在整个电池包挤压分析的过程中，要设定重力加速度，为9.8l×10-3mm/ms2。图4加载示意图结果Results分析结果主要包括：电池包变形，力与位移曲线。性能要求PerformanceRequirements电池