2025大赛优秀作品 | 基于LS-DYNA的溢胶材料对电池包侧柱挤压结果的影响分析

作者： 谭坚 | 江铃汽车股份有限公司 结构安全工程师

关键词：电池包安全；溢胶材料；侧柱挤压；结构仿真；LS-DYNA

某电池包内部示意图

本文以某电池包为研究对象，旨在探究溢胶材料对其侧柱挤压结果的影响。基于LS-DYNA，通过建立详细的电池包有限元模型并利用LS-DYNA求解器求解计算，从而模拟不同工况下电池包受侧柱挤压的过程，对比分析了使用和不使用溢胶材料时电池包的变形、应力分布及内部结构损伤情况，描绘了电池包侧柱挤压的力-位移曲线，同时设计了与仿真模型相对应的实物验证实验。结果表明，该电池包侧面无溢胶材料时，仿真曲线最大反力仅能达到58KN，在电芯Y向两侧增加20mm溢胶时，仿真曲线最大反力超过100KN，且反力曲线与试验曲线相近，有力的证明了基于LS-DYNA建模模型的准确性。通过分析结果可知，合理选用溢胶材料可有效改善电池包整体耐挤压性能，降低电池包受挤压过程中的结构失效风险，为电池包安全性提供了重要依据。

挑战/需求

通过LS-DYNA工具建立精细电池包受侧柱挤压工况模型

作者所在机构希望通过仿真工具研究溢胶材料填充与否对电池包侧柱碰挤压结果的影响，通过对比使用与不使用溢胶材料时电池包的变形、应力分布及内部结构损伤情况，且仿真结果和设计实验结果相近，从而让仿真技术为溢胶材料填充方案提供准确可行性依据。为后续整车安全开发过程提供可信的抗挤压溢胶材料电池包模型，节约了巨大的开发成本及时间周期。

使用工具：Ansys LS-DYNA

最终成果

电池包内部侧面溢胶材料仿真模型对比

利用Ansys LS-DYNA工具，江铃汽车整车安全团队通过精细电池包建模过程模拟出溢胶材料填充与否对电池包受侧柱挤压的变形结果的影响，通过设计对应试验，有力的证明了基于LS-DYNA建模模型的准确性，从而得出合理选用适量溢胶材料填充可有效改善电池包抗挤压性能。LS-DYNA仿真是此项研发中的重要工具，为研发人员节约了大量方案验证时间，减少试验次数、节省人力、降低风险。且为后续整车安全开发中提供了一个可信准确的电池包精细模型，将有力的进一步缩短开发周期及开发成本。