電動車電池中的CAE應用探討
削減電池內部匯流排應力的試驗,研究匯流排的形態(tài)(形狀)。根據傳統的形狀和極柱附近寬幅的新形狀求出應力分布,其結果示于圖7。匯流排長方向應力狀態(tài)的對比示于圖8。兩者的對比結果是易引起破損的箭頭部分,最大可削減50%,這樣有效地提高了可靠性能。
3 事例(2):36V—VRLA電池
3.1 分析的目的
36V—VRLA電池(以下簡稱36V電池),從其使用條件來講對電池性能的要求很高。眾所周知,高倍率放電性能是極板與隔板以及極群的壓力(以下稱群壓)有著相互依存的關系,但是象36V多格整體槽結構的電池,群壓根據單格的位置而變化,單格性能存在差異。其結果是性能不佳的單格將左右整體電池的性能。在此通過使用CAE計算機輔助工程設計對36V電池結構進行分析,可以定量的把握電池結構對性能的影響,同時可以得到為了提高電池性能的更廣范圍的認知。
3.2 分析方法
分析所用36V電池的有限影響要素模型示于圖9。圖中根據對稱條件對整體電池的1/8進行了3層次模擬試驗,電池槽內插入了由極板和隔板構成的極群模型。實際的電池是在極群以壓縮的狀態(tài)插入電池槽內,極群組通常處于群壓狀態(tài)下。分析模型時為了施加群壓,極板部分比實際采用的要薄,使極板部分膨脹(假定的熱膨脹),使其達到所定的極板厚度,因此電池槽內極群通常為群壓狀態(tài)。
分析應用的極群的物理特性,通過實際極群的壓縮試驗獲得。
3.3 分析結果
初期狀態(tài)(極群插入電槽狀態(tài))電池槽應力的分布示于圖10。由于群電池槽膨脹變形,應力多半集中在棱角部位。極群從初期狀態(tài)到膨脹時的電池槽變形量的變化示于圖11。隨著膨脹率的增加,變形量也逐漸加大,當膨脹率超過20 %時,變形量急劇增大。這是因為膨脹率在小的范圍內,可通過隔板的壓縮來平衡膨脹。但是當膨脹率接近20 %時,隔板變得無彈性,極板的剛性增加,對電池槽側面受膨脹的影響原原本本表現出來。
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