锂电市场首破万亿！新能源动力电池结构仿真分析这样做
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- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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导读：大家好，我是华仿CAE王老师，仿真秀专栏作者，10年以上结构仿真分析经验，千万级大型项目仿真负责人。主要使用Mechanical和LS-Dyna软件。擅长静力学，动力学，疲劳，优化，流固耦合等。曾任远景能源高级分析师，安世亚太结构高级应用工程师。本文转自华仿CAE，笔者已认证仿真秀讲师，欢迎关注。近期将在仿真秀分享笔者原创的动力电池结构分析视频教程和提供技术支持服务。以下是正文：工信部日前公布的数据显示，2022年我国锂电年总产值首次突破万亿元，超过1.2万亿元。重点在消费、动力和储能三大应用领域，其中动力电池的占比超过了70%。据工信部相关负责人表示：下一步，我国将从多方面推进新型电池产业高质量发展。
众所周知，锂电在绿色化转型过程中将起到关键性节点支撑作用，随着我国碳达峰、碳中和目标的实现，锂电产业将迎来快速增长期。最新数据显示，1-2月，我国动力电池累计产量69.6吉瓦时，累计同比增长13.3%。其中2月份，新能源汽车动力电池装车量21.9吉瓦时，同比增长60.4%。中国的锂电产业不仅迎来快速增长期，同样也领跑全球市场。宁德时代是全球最大的锂电生产企业，日前公布的信息显示，2022年宁德时代全球动力电池使用量市场占有率为37.0%，较上年同期提升4个百分点，连续六年排名全球第一。说起动力电池，大家对它组成结构知道多少呢？动力电池上游原材料：镍钴、锰、锂、石墨、硅；动力电池主材：电池正极材料，电池负极材料，电解液，隔膜；动力电池辅材：导电剂、添加剂、铝箔、铜箔；另外还有电芯、电池模组、电池管理系统、电池外壳、电池包架构。动力电池主材：电池正极材料、电池负极材料、电解液、隔膜。
而新能源动力电池包主要由下框体、上框体、模组、电芯、高压连接组件（如高压接插件）、低压连接组件（如低压接插件）等组成，如下图所示。下框体主要承担电池系统的重量；上框体主要起防护作用，承重要求较小。下框体作为电池系统主要承载部件，结构相对更为复杂。当前，电池系统所使用的下框体工艺主要包括钣金工艺、冷冲压工艺、挤出成型、压铸等。
上框体主要与下框体配合，形成密闭的空间，实现对框体内部零部件的保护。目前主要采用钣金材料和复合材料。钣金材料上框体一般采用冲压工艺，复合材料上框体主要采用模压工艺和注塑工艺成型。新能源动力电池包结构仿真分析的完整解决方案主要包括：强度分析、刚度分析、模态分析、随机振动分析、定频振动分析、疲劳分析、机械冲击分析、跌落分析、挤压分析、球击分析等。电池包在各种加速度惯性载荷下的强度分析，查看应力结果。
电池包在各种加速度惯性载荷下的刚度分析，查看位移结果。
模态分析
电池包在PSD谱下的随机振动分析，查看位移和应力结果。
随机振动分析
电池包在固定频率下的定频振动分析，查看位移和应力结果。
定频振动分析
电池包在确定振动条件和时长下的疲劳分析，查看损伤和寿命结果。疲劳分析
电池包在半正弦加速度惯性载荷下的机械冲击分析，查看位移、应力以及塑性应变结果。机械冲击分析
电池包在指定高度下落的跌落分析，查看位移、应力以及塑性应变结果。电池包在指定反力或变形下的挤压分析，查看位移、应力以及塑性应变结果。
电池包在指定球速下的球击分析，查看位移、应力以及塑性应变结果。
球击分析
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