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龙图腾网获悉中国第一汽车股份有限公司申请的专利一种动力电池底部球击工况的仿真方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115640721B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211264387.2，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种动力电池底部球击工况的仿真方法及装置是由张醒国;武斌;蔡存朋;沈宇航设计研发完成，并于2022-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种动力电池底部球击工况的仿真方法及装置在说明书摘要公布了：本发明涉及动力电池技术领域，具体的说是一种动力电池底部球击工况的仿真方法及装置。步骤一、建立简化的底护板和冲击头的有限元模型，定义底护板的材料，施加边界载荷条件，并提取最大反作用力；步骤二、建立静力学分析模型并且施加边界载荷条件；步骤三、静力学求解计算有限元模型并且对结果进行分析和判别。本发明结合有限元动力学和静力学两种仿真分析方法，其大大降低了工程师主观性判断带来的计算结果离散度较大问题，统一判别标准，减少试验验证轮次，减少开发周期，提升了仿真效率，解决了解决动力学网格尺寸大带来的精度差问题和静力学缺少边界载荷的问题。

本发明授权一种动力电池底部球击工况的仿真方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种动力电池底部球击工况的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、建立简化的底护板1和冲击头2的有限元模型，定义底护板1的材料，施加边界载荷条件，并提取最大反作用力； 步骤二、建立静力学分析模型并且施加边界载荷条件； 步骤三、静力学求解计算有限元模型并且对结果进行分析和判别； 所述步骤一的具体方法如下： 11建立简化的底护板1和冲击头2的有限元模型；其中，底护板1采用壳单元建立，冲击头2采用刚性面模拟； 12将底护板1和冲击头2之间设置为接触关系； 13定义有限元模型材料；定义底护板1的弹性模量、泊松比，并且定义底护板材料的弹塑性属性，即应力-应变曲线； 14施加边界载荷条件施加；根据试验要求计算冲击头2作用初始速度，并按照作用方向施加在简化刚性面参考点位置，约束简化底护板1四周； 15提取最大反作用力；通过显示动力学进行求解提取约束点4反作用力与时间的关系曲线，从而提取最大反作用力； 所述步骤11中，简化的底护板1的尺寸按照真实固定边界截取，根据横纵梁固定点和边框固定点位置确定，并且简化为平板即可；所述简化的底护板1的厚度采用真实底护板的厚度，按照下式计算得到： b＝K1·K2·b0 式中，b为简化底护板的厚度；b0为真实底护板厚度；K1为其他结构厚度影响参数，取1.2～1.5；K2为结构形状影响参数，按照作用区域的形状，取1.0～1.2； 所述步骤12中，接触关系设置为有限滑移，面-面接触，不设置初始位置调整或设置参数在0.001以下； 所述步骤13中，底护板材料的弹塑性属性即应力-应变曲线通过实测的拉伸试验获得； 所述步骤14中，冲击头2的初始速度按照下式计算得到： 式中，Ek为试验能量；m为试验冲击头质量；v为冲击头初始速度； 将简化的底护板1的四周采用RBE2刚性单元3绑定至1自由节点位置，并约束其全部自由度； 所述步骤15中，动力学采用显示分析，ELEMENTBYELEMENT模式计算，计算总时长不小于0.1S； 提取约束点4球击方向支反力和时间的关系曲线，并获取最大支反力FN； 所述步骤二的具体方法如下： 21建立动力电池和冲击头详细的有限元模型；其中，对动力电池底部冲击区域进行详细划分后建立有限元模型； 22根据实际的装配关系进行装配；其中，底护板1和液冷板设置为接触关系； 23定义有限元模型材料；定义动力电池各零部件有限元模型材料的弹性模量、泊松比；同时定义底护板1、液冷板、电芯单体外壳6的弹塑性属性，并且定义电芯底部导热结构胶7的压缩属性； 24施加载荷边界条件；约束动力电池包夹具固定点全部方向自由度，约束冲击头2参考点除电池包高度方向外的其他自由度；将动力学分析得到的最大反作用力修正为冲击头2的集中载荷，按照球击方向施加于冲击头2参考点； 所述步骤21中，冲击头2作用区域的底护板1、液冷板的结构进行细化，细化区域直径为冲击头区域的5倍左右，细化区域的网格尺寸不大于2mm，并且与模拟冲击头2的刚性面的网格尺寸相同； 电芯单体采用铝外壳和内部当量结构进行模拟，其中铝外壳采用真实材料和厚度进行模拟，内部当量结构采用弹性模量小于100MPa的软质材料模拟； 所述步骤22中，冲击头1与底护板2，底护板2与液冷板下板5-2，液冷板下板5-2与液冷板上板5-1均设置为有限滑移，面-面接触，初始几何调整均设置为0或者小于0.001；其中，底护板1与液冷板接触面面积为全部细化单元面积，即冲击头面积的5倍以上； 所述步骤23中，底护板1、液冷板、电芯单体外壳6均按照实测材料的弹塑性属性进行设置； 电芯底部结构胶简化为各项同性的弹性材料模拟，弹性模量E和泊松比μ按照单轴压缩试验测得； 所述步骤24中，将动力学分析得到的最大反作用力FN按照下式进行修正； F'N＝KS·FN 式中，FN为动力学提取的最大反作用力；KS为修正系数，取0.5～0.7左右；F'N为修正后的最大反作用力； 所述步骤三的具体方法如下： 31静力学求解计算有限元模型：采用牛顿法进行非线性静力学求解，计各个结构的应力、应变； 32提取底护板1、液冷板、电芯单体外壳6结构的等效塑性应变和变形； 33根据各零部件材料力学特性判别各结构件破坏风险和对电芯的侵入量，并结合二者进行分析判别； 所述步骤31中，静力学求解开启几何非线性；静力学输出包括应力、应变、等效塑性应变、变形和接触压力； 所述步骤33的判别指标如下： 指标1：根据等效塑性应变εPEEQ和材料断裂延伸率A0的大小关系判别零部件是否发生破坏，如果满足下式的要求，判定零部件结构强度安全； εPEEQKS·A0 式中，εPEEQ为等效塑性应变；A0为材料的断裂延伸率，KS为安全系数，取1.0～1.2； 指标2：动力电池电芯底部外壳在高度方向的变形量不能超过电芯整体高度的5％，判定电芯侵入量安全； 电芯外壳同时满足指标1和指标2时被判定为安全。

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