[發明專利]帶包材的電池包跌落仿真分析方法

在審

• 申請號: 202010841371.8
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112036065A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 甘燚杰;王敏;何俐鵬;葉天云;余保衛;張璐陽;施偉娟;郭英
• 申請（專利權）人: 杭州微慕科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 杜海東

本發明公開了一種帶包材的電池包跌落仿真分析方法，包括如下步驟：分別構建有限元的電池包幾何模型、包材幾何模型和地面幾何模型；設置動態仿真參數，模擬帶包材的電池包跌落過程得到仿真分析模型；對仿真分析模型進行求解，獲得仿真計算跌落數據；對實體的帶包材的電池包進行跌落試驗，獲得實測跌落數據；將實測跌落數據與仿真計算跌落數據進行對比結果，判斷仿真計算跌落數據是否準確；若準確，根據仿真計算各結構的應力應變云圖和有效塑性應變指標評價帶包材的電池包的跌落抗沖擊強度。本發明準確模擬包材性能，提高仿真精度，貼合實際情況，從而為結構設計提供準確的指導意見，有效避免整體或部分結構剛度過大，節約成本。

技術領域

本發明涉及電池制造技術領域，尤其涉及一種帶包材的電池包跌落仿真分析方法。

背景技術

電池包的安全可靠性至關重要，關乎企業發展及客戶人身財產安全，而跌落測試則是一項關鍵的安全考核測試項。

目前跌落測試為了防止前期設計缺陷或者過設計，如果不直接進行跌落測試（直接測試需制樣，同時可能會損壞電池包，成本高，屬破壞性不可逆測試），一般均會先進行電池包跌落仿真分析，實際操作或者搬運過程中均會帶包材（EPE珍珠棉），而因為其性能難以模擬，常規仿真均會簡化包材，當做泊松比很小、彈模很小的彈性體或者不考慮包材直接跌落至剛性地面，其過于粗糙，模擬失真，或者過于保守，無法為結構設計提供準確的指導意見，可能導致過設計或者部分結構剛度過大，增加成本。

發明內容

本發明提出一種帶包材的電池包跌落仿真分析方法以解決上述技術問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種帶包材的電池包跌落仿真分析方法，包括如下步驟：

步驟101，分別構建有限元的電池包幾何模型、包材幾何模型和地面幾何模型；

步驟102：設置動態仿真參數，利用“固體力學”物理場來模擬帶包材的電池包跌落過程得到仿真分析模型，所述動態仿真參數包括：一種或多種包材的材料，一種或多種包材的厚度，電池包跌落方向，地面幾何模型的上表面與包材幾何模型的底面之間的距離為H，帶包材的電池包跌落初始速度，g為重力加速度值，根據包材的材料確定包材的拉伸及壓縮應力應變曲線；

步驟103：對仿真分析模型進行求解，獲得仿真計算跌落數據，所述仿真計算跌落數據包括仿真加速度、仿真計算各結構的應力應變云圖；

步驟104：對實體的帶包材的電池包進行跌落試驗，獲得實測跌落數據，所述實測跌落數據包括實測加速度、實測各結構的應力應變云圖；

步驟105：將實測跌落數據與仿真計算跌落數據進行對比結果，判斷仿真計算跌落數據是否準確；若準確，根據仿真計算各結構的應力應變云圖和有效塑性應變指標評價帶包材的電池包的跌落抗沖擊強度。

作為優選，所述步驟101包括如下步驟：

步驟1011，分別建立電池包幾何模型和包材幾何模型，并組合在一起，調整組合后的朝向與電池包跌落方向一致；

步驟1012，根據電池包所處位置及其跌落方向建立地面的幾何模型。

作為優選，所述步驟101中，所述電池包的幾何模型為鈑金件構成的四邊形單元，所述地面的幾何模型為剛性單元，所述包材的幾何模型為3D六面體單元或直角四面體單元，所述包材的幾何模型為8節點六面體線性縮減積分單元或雙精度直角四面體單元。

作為優選，所述步驟102中，所述動態仿真參數還包括以下參數的至少一種：摩擦系數、跌落時間。

作為優選，所述步驟104中，對實體的帶包材的電池包進行跌落試驗時，實體的帶包材的電池包貼有加速度傳感器及應變片。