[發明專利]一種電池包安全仿真建模及評價方法

有效

• 申請號: 202111149193.3
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113806961B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 劉國軍;王士彬;蘆強強;朱學武;婁方明;程效;戰巍
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發明涉及電池技術領域，具體公開了一種電池包安全仿真建模及評價方法，包括：對電池單體進行擠壓試驗，得到實際擠壓力?實際位移曲線；建立電池單體仿真模型，對電池單體仿真模型進行仿真擠壓試驗輸出仿真擠壓力?仿真位移曲線，調整并標定電池單體仿真模型，以使仿真擠壓力?仿真位移曲線和實際擠壓力?實際位移曲線的吻合度不小于設定值；依次建立電池模組仿真模型、電池包仿真模型和電池包底部誤用工況模型，電池包底部誤用工況模型用于對電池包殼體模型施加作用力，以模擬電池包底部受到碰撞時的工況，在電池包的設計階段即可對其進行安全評價，無需對實物測試，可有效降低成本，并縮短產品研發周期，評價結果具有較高的準確度。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種電池包安全仿真建模及評價方法。

背景技術

隨著電動汽車保有量的急速增長，電池安全問題成為人們關注的重點之一，電池一般布置在地板下面，距地面較近，如何確保電池受到底部沖擊時的安全，成為人們日益關注的問題，因此，在電池的研發過程中，需要對其安全性能進行評價，現有的電池安全評價方法，主要通過試驗評價電池包底部是否存在安全風險，比如電動汽車托底時電池包受擠壓會存在嚴重的安全隱患。

現有技術中的一種評價方法是對電池實物進行試驗，當試驗發現電池存在安全風險，對電池重新進行優化，并生產新的電池進行測試，如此一來，時間和樣件成本都很高；現有技術中的另一種評價方法是通過仿真方法進行評價，但仿真評價時無法準確模擬電池中的電池單體變形，從而無法準確評價電池包是否有安全風險。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種電池包安全仿真建模及評價方法，在電池的設計階段即可對其進行安全評價，開發成本低且能縮短產品研發周期，評價結果具有較高的準確度。

本發明提供一種電池包安全仿真建模及評價方法，該電池包安全仿真建模及評價方法包括：

對電池單體進行擠壓試驗，得到實際擠壓力-實際位移曲線，實際擠壓力為擠壓試驗中施加于電池單體的作用力，實際位移為電池單體受力后的位移量；

建立電池單體仿真模型，通過對所述電池單體仿真模型進行仿真擠壓試驗，輸出仿真擠壓力-仿真位移曲線，仿真擠壓力為仿真擠壓試驗中施加于所述電池單體仿真模型中的電池單體模型的仿真作用力，仿真位移為所述電池單體仿真模型中的所述電池單體模型受力后的位移量，通過調整電池單體仿真模型，以使仿真擠壓力-仿真位移曲線和實際擠壓力-實際位移曲線的吻合度不小于設定值，并標定電池單體仿真模型；

建立電池模組仿真模型，所述電池模組仿真模型包括多個標定后的電池單體仿真模型，以及收容多個所述電池單體仿真模型的電池模組殼體模型，各所述電池單體仿真模型和所述電池模組殼體模型之間、以及任意相鄰的兩個電池單體仿真模型之間設置第一實體網格單元；

建立電池包仿真模型，所述電池包仿真模型包括電池包殼體模型，以及收容于所述電池包殼體模型內的多個電池模組仿真模型，各所述電池模組殼體模型和所述電池包殼體模型之間設置第二實體網格單元；

建立電池包底部誤用工況模型，所述電池包底部誤用工況模型用于對所述電池包仿真模型中的電池包殼體模型的底部施加作用力，以模擬電池包底部受到碰撞時的工況。

作為電池包安全仿真建模及評價方法的優選技術方案，對電池單體進行擠壓試驗包括：通過固定裝置約束電池單體在X向和Y向的自由度，其中，X向和Y向相互垂直；通過壁障對電池單體沿X向施壓擠壓力，以獲電池單體變形的實際位移量，并繪制實際擠壓力-實際位移曲線。

作為電池包安全仿真建模及評價方法的優選技術方案，對電池單體進行擠壓試驗時，所述壁障以1mm/s的速度擠壓所述電池單體。

作為電池包安全仿真建模及評價方法的優選技術方案，電池單體仿真模型包括電池單體模型和壁障模型，電池單體模型采用第三實體網格單元建模并通過材料卡模擬，壁障模型采用殼單元建模；