基于梁单元简化模型的锂电池组碰撞安全临界条件的判定

针对现有电池单体有限元模型单元数量多、计算速度慢、在整车碰撞分析难以应用的问题,提出一种采用梁单元,反映电池单体壳体的压溃和弯曲特性的有限元模型。通过对比电池单体的轴向压溃、径向挤压和压痕试验结果,验证了建立的电池单体简化模型的有效性。应用该简化模型进行了6×4电池组撞击刚性墙和刚性墙撞击电池组两种工况的仿真,并根据电池单体短路失效临界应变,确定电池发生短路失效的临界撞击速度和撞击质量。结果表明,在电池组撞击刚性墙工况中,撞击速度为245 km/h时,靠近刚性墙第2和第3层电池单体最先失效;而在刚性墙撞击电池组工况中,撞击质量为16.06 kg时,最先失效的电池单体位于靠近刚性墙的第2层。因此,应依据不同的工况来确定电池组内首先失效单体的位置。