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新能源汽车动力电池包多工况力学分析(一):技术方案

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《新能源汽车动力电池包多工况力学分析》内容非常非常丰富,我们将用两期公 众 号向各位进行具体介绍。  
本期,我们主要介绍有关此技术方案提出的项目背景 具体技术方案,详细仿真流程及结果分析将在下期公 众 号中呈现,敬请关注!  


本技术方案的提出基于以下背景:

  • 用户:新能源主机厂,公司主要产品为新能源汽车及其动力电池包;

  • 产品:动力电池包

    随着能源的日益消耗和对环保的逐渐重视,利用电能取代化石能源作为动力的电动汽车受到了世界各国的关注和大力研发。电池技术作为电动汽车的核心和瓶颈,是电动汽车研究的重点和热点方向,也是关系到新能源汽车成本、续航里程、安全性及使用寿命的关键。      

为什么做项目?

  • 提升在职人员的仿真能力;

  • 获得新能源牌照,必须要做仿真,所有工况要求满足国标 GBT 31467.3-2015《GBT 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分 安全性要求与测试方法》中有关项目的规定。

需要解决哪些工程问题?

  • 为保证动力电池包能够正常工作,尤其是在受振动、挤压、冲击等作用下,结构不发生相应的破坏,满足国标的使用要求;因此需要对设计的动力电池包进行结构的强度、刚度等不同工况下的力学仿真分析,预测结构的形变量、可能的危险区域,从而对结构设计进行相应的评估和指导;

  • 结构力学仿真分析的工作内容包括结构的刚度、强度、模态、谐响应和振动疲劳等。


模型处理 


   

  • 点击Repair---Stitch,Gaps,Missing Faces等命令来检查数模是否存在问题,如果存在点击对勾去除多余红线问题面,直至无问题存在;

  • 点击Design------Fill,选择需要去圆角的地方,然后点击对勾,去除圆角;

  • 点击Prepare-----Midsurface,选中Use range,框选整个外壳,进行中面抽取;

  • 其它面按以上步骤重复抽取中面,处理完后的效果如下:

  • 点击Workbench-----Show contact bodies,组内的部件在后面无需再定义接触;


材料属性 


   
  • 双击或者右键编辑 Engineering Data,进入材料属性界面;

  • 进入Mechanical主界面后,双击或者右键编辑 Model,进入结构分析的主界面,赋予结构的材料属性。由于在SpaceClaim中已经创建了多个不同的Component,因此我们只需要在不同的组中Assignment材料即可(材料已在Engineering Data中建立),直至所有分组内的结构都附上材料属性;


接触关系 


   
  • 检查链接关系:选择树中Connections---Go To---Bodies without contacts in tree(检查是否有接触),没有创建链接关系的都被显示出来了;

  • 在创建新的链接关系的时候,在模型中选择目标面和接触面的时候,由于模型遮挡并不是很好选择,这时我们可以在界面上方移动滑动条,让模型达到类似爆炸的效果。


划分网格 


   
  • 当所有接触关系都创建完毕后,单击左键树中Mesh,右键编辑Mesh—Insert--Sizing;

  • 在下方界面中蓝色框内选择需要网格化的对象,针对这个模型,我们选择了几个不同的区域进行网格划分,在红色 区域sizing中 Element size  输入10(网格大小尺寸);

- 体网格 -


       

       

1、重复上述的Mesh—Insert—Sizing方式,对实体区域进行网格划分;

2、首先划分实体区域,基于Geometry中创建的组,选择实体模型,右键点击Hide All The Other Bodies,保留需要划分的实体;

3、点击Sizing单机右键主屏幕,全选数据点击Geometry(APPLY) ,设置尺寸10mm,设置完成后,点击Update进行网格划分;

4、其它实体重复上述步骤。


       


- 壳网格 -


       

       

1、重复上述的Mesh—Insert—Sizing方式,对壳体区域进行网格划分;

2、依然基于Geometry中创建的组,选择实体模型,右键点击Hide All The Other Bodies,保留需要划分的壳体;

3、点击Sizing单机右键主屏幕,全选数据点击Geometry(APPLY) ,设置尺寸10mm,设置完成后,点击Update进行网格划分;

4. 其它壳体重复上述步骤。


       


- 网格 -



       
  • 网格计算完左边显示绿色打钩模式,网格画好以后呈现右边状态

  • 外壳及内部的一些网格细节


       


Named Selection定义 


   
  • 为了便于定义一些接触或者约束条件,可以设置一些集 合:框选所选择的面,右键单击Create Named Selection。




下期精彩预告

   

   

   

下期我们继续讨论新能源汽车动力电池包工况力学分析的详细仿真流程数据结果,请各位注意查收!



     

     

     

     

上海艾羽信息科技有限公司是一个以CAE软件销售、技术咨询及服务,仿真咨询及规划布局为一体的高科技公司。

作为ANSYS的合作伙伴,艾羽科技致力于将ANSYS推出的产品,通过业界性能颇佳、颇丰富的工程仿真软件产品组合帮助客户解决复杂的仿真难题。力求与ANSYS一起,共同为中国制造业提供先进的仿真技术,通过仿真技术支撑中国2025。



     

     

     

     
来源:艾羽科技
SpaceClaimMechanicalWorkbench振动疲劳汽车新能源爆炸材料ANSYS
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首次发布时间:2023-04-29
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