[發(fā)明專利]一種通用鋰離子動(dòng)力電池單體有限元仿真前處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610009449.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN105677977B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳大分;吳健;張維戈;孟學(xué)東;韓聳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北交新能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

本發(fā)明涉及一種通用鋰離子動(dòng)力電池單體有限元仿真前處理方法，使用MATLAB生成ANSYS的腳本文件，所述腳本文件用于在ANSYS中建立鋰離子動(dòng)力電池單體的結(jié)構(gòu)建模并劃分網(wǎng)格，完成鋰離子動(dòng)力電池有限元仿真的前處理，所述結(jié)構(gòu)建模指建立鋰離子動(dòng)力電池單體的三維幾何。本發(fā)明，基于MATLAB構(gòu)造函數(shù)，該函數(shù)能夠生成ANSYS幾何建立和劃分網(wǎng)格的腳本，適用于建立通用鋰離子動(dòng)力電池有限元模型的前處理；通過(guò)MATLAB能完成對(duì)電池尺寸、結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格密度等參數(shù)的設(shè)置，并能自動(dòng)調(diào)用ANSYS完成結(jié)構(gòu)建模、劃分網(wǎng)格等前處理步驟，建立鋰離子動(dòng)力電池的有限元模型，大大縮短了仿真建模的前處理周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池單體有限元仿真的快速建立方法，具體說(shuō)是一種通用鋰離子動(dòng)力電池單體有限元仿真前處理方法。尤指根據(jù)用戶需求利用MATLAB生成ANSYS的腳本文件從而自動(dòng)生成電池單體的幾何結(jié)構(gòu)并劃分網(wǎng)格的方法。

背景技術(shù)

鋰離子動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到廣泛使用，為使得電池包安全可靠并延長(zhǎng)電池包的壽命，對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的仿真分析非常重要。由于鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)、尺寸和封裝形式各異，在電池仿真時(shí)需要投入大量的精力在電池的結(jié)構(gòu)建模和劃分網(wǎng)格等前處理步驟上。

ANSYS是通用的有限元仿真軟件，有自己的腳本語(yǔ)言并支持二次開發(fā)。

MATLAB是一款功能非常強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件，并有成熟的圖形界面開發(fā)工具(Graphical User Interface，GUI)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種通用鋰離子動(dòng)力電池單體有限元仿真前處理方法，基于MATLAB和ANSYS腳本開發(fā)，能自動(dòng)調(diào)用ANSYS完成結(jié)構(gòu)建模、劃分網(wǎng)格等前處理步驟，建立鋰離子動(dòng)力電池的有限元模型，大大縮短了仿真建模的前處理周期。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種通用鋰離子動(dòng)力電池單體有限元仿真前處理方法，其特征在于：使用MATLAB生成ANSYS的腳本文件，所述腳本文件用于在ANSYS中建立鋰離子動(dòng)力電池單體的結(jié)構(gòu)建模并劃分網(wǎng)格，完成鋰離子動(dòng)力電池有限元仿真的前處理，所述結(jié)構(gòu)建模指建立鋰離子動(dòng)力電池單體的三維幾何。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，具體包括如下步驟：

步驟1，基于ANSYS的腳本語(yǔ)言的語(yǔ)法和函數(shù)，使用MATLAB構(gòu)造生成可變參數(shù)的ANSYS結(jié)構(gòu)建模、劃分網(wǎng)格的腳本函數(shù)，即ANSYS腳本生成函數(shù)；

ANSYS腳本生成函數(shù)用于生成ANSYS/Geometry和ANSYS/Meshing的腳本文件，生成的腳本文件用于自動(dòng)完成電池單體的結(jié)構(gòu)建模和劃分網(wǎng)格；

步驟2，使用MATLAB接收用戶輸入的參數(shù)，所述輸入的參數(shù)包括：鋰離子動(dòng)力電池單體的三維結(jié)構(gòu)、尺寸和劃分網(wǎng)格數(shù)量；

步驟3，根據(jù)用戶在步驟2中輸入的參數(shù)，使用步驟1中建立的ANSYS腳本生成函數(shù)生成ANSYS/Geometry和ANSYS/Meshing的腳本文件。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟1中可變參數(shù)是指能根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)參數(shù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟3生成的腳本文件對(duì)ANSYS/Geometry模塊的具體操作步驟為：

步驟3.1，讀取用戶輸入?yún)?shù)；

步驟3.2，根據(jù)電池本體尺寸對(duì)電池本體幾何建模；

步驟3.3，以電池本體位置和尺寸為基準(zhǔn)，進(jìn)行一個(gè)極耳建模；

步驟3.4，根據(jù)電池結(jié)構(gòu)并以步驟3.3中生成的極耳為基準(zhǔn)，采用對(duì)稱方法建立另一個(gè)極耳的模型；

步驟3.5，電池各部分命名；