动力电池箱体的CAE仿真介绍‘yabo手机版登陆’

这里讲解一下关于CAE在电池箱结构方面的应用于，偏重于阐释一些基本讲解，没图片，请求冷静观赏或跳过。CAE软件的主体是有限元分析（FiniteElementAnalysis）软件，有限元方法的基本思路是把结构线性化，用受限个更容易分析的单元回应简单对象，单元之间通过受限个节点相互连接，根据变形协商条件综合解法。由于单元数目是受限的，节点数量也是受限的，所以称作有限元法。

该方法灵活性较小，转变单元的数量可以使解得精确度转变，获得与真实情况无限相似的解法。有人估计过CAE各阶段花费的时间：模型的创建和数据输出在～45％左右，结果分析和审定约50％左右，而确实的计算出来时间约占有5％左右。使用CAD工具创建CAE的几何模型和物理模型，已完成分析数据的输出，称作CAE前处置。

前处置模块主要用作给实体建模以及参数化建模，建构的布尔运算、单元自动剖分、节点编号与节点参数分解、载荷与材料参数必要输出有公式参数化引入、节点载荷自动分解、模型信息自动分解等。之后就是有限元分析，对有限元模型展开单元特性分析、有限元单元装配、有限元系统解法和有限元结果分解。有限元分析模块包括有限元库，材料库和涉及算法，约束处置算法，有限元系统装配模块，静力、动力、振动、线性和非线性求解库。

通过分解成子问题，用有所不同的有限元分析子系统已完成分析。子系统还包括线性静力分析子系统、动力分析子系统、震动模态分析子系统、热分析子系统等等。当然，CAE结果也必须CAD技术分解图形输入，例如偏移图、形变、温度、压力产于的等值线图形，回应形变、温度、压力产于的彩色构图图，以及随着机械载荷和温度载荷变化分解偏移、形变、温度、压力产于的动态显示图。后处理模块还包括数据光滑，个物理层的加工和现实，针对工程或产品设计拒绝的数据检验和规范校核，设计优化与模型改动等，这些都可以看做是CAE后处理。

右图是一般的CAE分析流程电池包结构的CAE分析一般有模态分析、静态分析、动态分析、疲惫分析等。其中电池箱的CAE分析一般还包括：1、创建建模模型a）定义材料属性。根据电池箱材料确认涉及材料参数：密度、弹性模量、泊松比、强度极限等。

展开静力学强度、刚性及模态分析，使用线性弹性材料建模时，一般要输出材料的弹性模量、密度和泊松比，展开轴向振动冲击建模时，一般是材料的非线性，使用形变－突发事件曲线定义材料模型b）区分网格。例如使用Hypermesh对电池箱展开数模处置和网格区分。一般必须按照质量拒绝区分网格，使其单元长方形比尽可能相似1。

同时处置好网格变形，例如，四边形尽可能相似正方形，如果变形防止，可使用细化网格减低变形程度。翘曲问题可以使用翘曲条件和同构网格避免，不可避免时，也使用细化网格减低翘曲。

电池箱各部件的网格必须展开交叉击穿检查，重负调整直到合格c）定义相互作用、边界条件、产生载荷。定义各部件之间的焊、螺栓相连和多轴向振动冲击建模时模块与电池箱的认识。边界条件主要仿真电池箱和车体的相连，将螺栓相连孔的维度全部约束2、建模分析a）静强度分析。

电池箱不必要忍受工作载荷，汽车在不平坦路面行经时，电池模块摇晃产生的惯性冲击力起到于电池箱内壁，展开有限元建模时，把模块的冲击载荷通过一动载荷系数等效为静载荷，均匀分布产生在电池箱内壁。载荷工况分成：摇晃行经并弯道：根据汽车弯道少见的加速度和路面不平产生的加速度来确认起到在侧壁的载荷。摇晃行经和刹车的载荷读取类似于，但是此时载荷起到在另一侧侧壁。

b）刚性分析。主要考虑到的工况为挽回和玩去。

当电池箱结构跨度较小时，更容易产生应力。通过形变云图得出结论在挽回或玩去载荷起到下，可以获得电池箱结构更容易产生毁坏的地方。c）模态分析。

通过在底部加到质量点来仿真电池模块的质量产于。模态分析目的是为了获得电池箱结构的固有频率，如果结构固有频率与定频振动测试的频率相似，则必须对结构改良，转变其固有频率，防止共振。d）多轴向振动冲击建模。

定频振动时：还包括上下、左右、前后，必须分别产生三个方向的载荷仿真试验台对电池箱产生的鼓舞。把随着时间变化的加速度转化成为适当的偏移来产生振动载荷，振动载荷加于扯脚处，即给拖脚部分产生一个随着时间变化的强制偏移；扫频振动时：按照试验条件事假载荷。

e）疲惫分析。这必须整车CAE分析结果和实验数据、电池箱材料的S－N（形变－寿命曲线）、材料的疲劳极限图、有效地应力集中因数、尺寸因数和表面质量因数等参数。如果没充足的实验参数反对，可以对电池箱结构展开虚拟世界工况下的疲惫分析，即假设电池箱在现实约束状况下受正弦交变载荷起到，分析此时的电池箱疲惫寿命。

f）撞击性能。电池箱撞击性能也必须整车撞击数据反对，或者根据经验值分析。再行讲解到这里，后面针对每一个方面还必须明确进行。

参考文献CAE方法中的优化技术及应用于。倪正顺NASTRAN蓄电池箱有限元分析与测算研究。李夕亮CAD／CAE技术在汽车车架设计中的应用于。

张铁山汽车零部件疲惫寿命虚拟世界试验研究。龙建云HyperWorks分析应用于实例。李楚琳车用动力电池包在结构CAE分析优化研究。

王丽娟电动汽车动力蓄电池箱震动特性试验研究。桑林基于CAE技术的机械结构优化方法。

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