來源：技術鄰
動力電池作為新能源汽車的核心部件，其使用性能和壽命嚴重影響著其產業的發展。鋰離子電池以其體積小、比能量高、循環壽命長、環境污染小和安全性高等優點成為電動汽年的首選電源。其超高的能量密度雖然可以緩解續航里程短的缺點，但由于動力電池發熱帶來的安全問題卻非常嚴重，各大動力電池生產企業都在竭力尋找解決此問題的捷徑，有限元仿真技術便是捷徑之一。仿真技術作為智能研發必不可少的一種使能工具，應用范圍非常廣泛，可以說“無處不在”。
CAE在動力電池包中的解決方案
動力電池是由成千甚至上萬個電芯組成的一個龐大的電源系統，重量從幾百公斤到1-2噸不等。如此龐大的電源系統，其安全性不容忽視，而動力電池最大的安全問題就是發熱，過高的溫度不僅會影響電池的壽命，更會導致鋰電池的正極材料脫落分解、負極與電解液反應、薄膜刺穿等嚴重安全隱患。運用Flotherm等熱仿真軟件對鋰離子動力電池的熱分布和流場分布進行建模仿真，得到多種方案的模擬結果，對電池的排布方式及電池熱管理方案起到很大的指導作用。
如圖1、圖2所示，為某電池模組的截面溫度分布和風流粒子溫度分布。
圖1 ?電池模組截面分布圖
圖2 ?電池模組風流粒子溫度分布圖
電池箱的功能即容納和保護電池組，所以其結構必須保證保留最大的容納空間基礎上滿足足夠的強度，在薄弱的部位進行重點防護。電池箱體的結構分析主要有模態分析、靜態分析和動態分析。
圖3 ?CAE結構分析流程
模態分析用于確定電池箱體結構的固有頻率，可以在設計時避開這些頻率或者最大限度地減少對這些頻率上的激勵，從而消除過度振動和噪聲。使用Hypermesh完成前處理，提交給abaqus進行計算，計算結果用有限元分析后處理軟件HyperView 查看電池包的固有頻率、重點位置的位移和應力。
靜態分析的目的是確定電池包結構在靜態載荷作用下的應力分布及最大應力出現的位置，以檢驗電池箱體結構能否承受一定的靜載荷作用。
動態分析主要分析電池箱體在各種工況下工作的動態性能。由于電池模塊與電池包殼體并非剛性連接而是接觸連接，為了更好的模擬這種接觸特性，采用具有接觸非線性分析功能的有限元分析軟件Abaqus 作為動態分析的求解器。
下圖為電池箱體結構仿真結果：
仿真技術可以幫助企業滿足動力電池苛刻的標準要求，為動力電池的智能研發提供一條捷徑，為動力電池質量保駕護航。未來，無論是前期設計還是后期校核，仿真技術都將發揮重大價值。
