基于ncode軟件的電池模組應(yīng)力疲勞分析規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了純電動和混合動力類新能源汽車動力電池模組應(yīng)力疲勞分析規(guī)范。本標(biāo)準(zhǔn)適用于動力電池模組應(yīng)力疲勞分析，建立準(zhǔn)確的有限元模型，統(tǒng)一建模方法和模態(tài)分析。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T31467.3-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求與測試方法Q-XXXX02.381—2015動力電池模組強度分析規(guī)范ISO12405-2電動汽車鋰電池組和系統(tǒng)測試規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。電池單體batterycell構(gòu)成動力電池塊的最小單元，一般由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成，可實現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的直接轉(zhuǎn)換。電池并聯(lián)單元powerbatteryblock一組并聯(lián)的電池單體組合，該組合額定電壓與電池單體的額定電壓相等，是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元替代。電池模組powerbatterymodule由電池單體或電池并聯(lián)單元組成的其中存在串聯(lián)的裝配單元。疲勞fatigue材料、零件和構(gòu)件在循環(huán)加載下，在某點或某些點產(chǎn)生局部的永久性損傷，并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋、或使裂紋進一步擴展直到完全斷裂的現(xiàn)象。應(yīng)力疲勞Stressfatigue應(yīng)力疲勞是指物體在受交變應(yīng)力的作用下發(fā)生的破壞的現(xiàn)象。任何材料或構(gòu)件的內(nèi)部都不可避免有缺陷或微細(xì)裂紋，當(dāng)材料接受的作用力的大小和方向隨著時間周期性地發(fā)生改變、交替作用時，材料內(nèi)部每一次的應(yīng)力并不大，但長時間反復(fù)發(fā)生的微小損傷（疲勞損傷）可以積累，可以使材料內(nèi)部原有的微細(xì)裂紋擴張，最終發(fā)生疲勞斷裂。。分析流程數(shù)據(jù)準(zhǔn)備進行電池模組應(yīng)力疲勞分析之前，需提前準(zhǔn)備如下數(shù)據(jù)：表1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備序號數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)格式備注1電池模組強度分析結(jié)果Op22電池模組各部件材料參數(shù)彈性模量、密度、泊松比、屈服強度、抗拉強度，S-N曲線讀取結(jié)果使用new命令建立應(yīng)力疲勞分析工程后，將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)放入工作目錄，刷新后可以在軟件中看到準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)結(jié)果，如圖所示；其中文件夾按鈕為工作目錄設(shè)置按鈕，雙循環(huán)箭頭按鈕為刷新按鈕。更改工作目錄刷新更改工作目錄刷新按鈕圖1讀取結(jié)果查看結(jié)果使用鼠標(biāo)點擊數(shù)據(jù)結(jié)果并拖拽至工作區(qū)，如圖所示，點選Disp，可以看到顯示FRF模型。圖2查看FRF結(jié)果應(yīng)力疲勞分析4.4.1分析建模點選右側(cè)菜單欄中DesignLife中SNCAEFatigue模塊并拖入工作區(qū)，然后點選Display欄中FEDisplay和DataVakyesDisplay拖入工作區(qū)；如圖所示連接SNCAEFatigue模塊與輸入輸出模塊之間的關(guān)系，主要為輸入強度分析結(jié)果，輸出有限元計算譜圖和詳細(xì)的單元疲勞計算結(jié)果表格。圖3應(yīng)力疲勞建模4.4.2材料S-N曲線設(shè)置在SNCAEFatigue模塊圖標(biāo)上點鼠標(biāo)右鍵，選擇EditMaterialMapping選項，在彈出的對話框中選擇YES，出現(xiàn)如圖所示界面。如果進行分析所需要的材料S-N曲線已存在軟件數(shù)據(jù)庫中，可直接選擇該曲線；如該曲線不存在，可選擇Generate建立新的材料S-N曲線。軟件支持使用UTS等參數(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)S-N曲線，E-N曲線等。圖4材料S-N曲線設(shè)置4.4.3載荷設(shè)置在SNCAEFatigue模塊圖標(biāo)上點鼠標(biāo)右鍵，選擇EditLoadMapping選項，在彈出的對話框中選擇YES，出現(xiàn)如圖所示界面。在主界面中LoadType中選擇ConstantAmplitude完成載荷設(shè)置。圖5載荷設(shè)置4.4.4求解方法設(shè)置在SNCAEFatigue模塊圖標(biāo)上點鼠標(biāo)右鍵，選擇Properties選項，出現(xiàn)如圖所示界面,進行如下設(shè)置：AnalysisGroup_shellLayer：TopAnalysisGroup_SolutionLocation：AveragedNodeOnElementAnalysisGroup_StressUnits：MpaSNEngine_CertaintyOfSurvival：50SNEngine_CombinationMethod：AbsMaxPrincipalSNEngine_MeanStressCorrection：None圖6求解方法設(shè)置4.4.4提交計算選擇主工具欄中RUN按鈕提交計算，如下所示。圖7提交計算計算結(jié)果顯示及評價點擊FEDisplay或DataValueDisplay中右上角按鈕，可將結(jié)果放大至工作區(qū)滿屏；選擇快捷鍵F9，可將工作區(qū)放大至滿屏；圖形的放大主要為更方便的觀察計算結(jié)果服務(wù)。FEDisplay窗口中可以單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Properties選項更改圖形顯示范圍，顏色等；DataValueDisplay窗口中可通過點選任意列進行升序或降序的計算結(jié)果排序，有利于查看存在風(fēng)險的計算結(jié)果?？紤]到CAE計算的誤差（由材料S-N曲線，阻尼比等參數(shù)不能準(zhǔn)確獲得，計算結(jié)果誤差可達10-100倍），一般在典型工況零部件疲勞壽命達到2e5次以上時，認(rèn)為應(yīng)力疲勞無風(fēng)險；特殊情況下需根據(jù)項目產(chǎn)品定位及運行區(qū)域確定。極限工況壽命情況建議根據(jù)項目產(chǎn)品定位確定。圖8結(jié)果顯示報