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电板包侧面柱撞台车熟识、仿真模子及电板排布构型工况

本团队承袭 图1所示的台车碰撞熟识设施和成立，模拟电动汽车电板包在侧面柱撞事故中被圆柱形遏制物碰撞的工况。 图2展示了电板包的碰撞变形情况，变形区域调处于碰撞战斗区，主要变形元件为电板包壳体、碰撞战斗区的电板模组和电板单体。基于电板包测绘偏激侧面柱撞熟识，咱们确立了如 图3所示的电板包仿真模子。通过比对熟识与仿确凿变形模式和变形进度，咱们觉得仿真模子具有满盈的确凿度。

图1 电板包侧面柱撞台车熟识缔造

图2 电板包结构及电板在侧面柱撞下的变形和糟塌

图3 电动汽车电板包、三维数字模子 及有限元模子和范围条目

本接洽设定和分析了15种不同构型的电板包模子，包括电板单体长度方针垂直或平行于电板包长度方针、有模组和无模组、薄电板和厚电板、短电板和长电板、电板包有无纵梁结构等，各模子的编号及暗意图如表1及图4所示。每种构型电板卷芯的总体积和总质地基本换取，即他们能佩戴的总电量和能量密度换取，侧面柱撞载荷换取，咱们在此条目下比较不同构型电板的碰撞变形和毁伤。

表1 电板包排布

图4 电板包构型图示，编号与 表1对应

仿真后果与分析

电动车碰撞事故激励的电板内短路及热失控与电板卷芯变形高度谈判，因此，本文承袭电板卷芯的变形和塑性能量耗散算作电板安全性评价参数。表2列出了15种电板包构型的主要元件能量耗散比值，每列的数值差异由基准模子（构型1）的相应值进行归一化，比较各模子中相应的构成部件相对基准模子的能量耗散值，大于基准模子的用红色浮现，低于基准模子的用蓝色浮现。

在侧面柱撞下，15种电板包构型的电板卷芯能量耗散存在权贵互异，卷芯能量耗散最小的构型为使用较薄的电板单体横向排布（构型5），其卷芯能量耗散为基准模子的59%，卷芯能量耗散最大的构型为最长的刀片电板单体横向排布（构型15），为基准模子的191%。

15种构型的电板包总能量耗散与基准模子的足下，变化领域仅为100%～103.6%，这是因为电板包的总能量耗散主要取决于外部载荷的冲击能量和电板包的基本结构及范围条目，与电板包里面的电板排布面孔关系不大，而更正电板排布面孔或电板单体几何尺寸会权贵更正其里面部件之间的交互作用及各部件能量耗散的占比。

表2 不同构型的电板包各部件能量耗散比较

针对侧面柱撞，悉数的电板横向排布构型（构型4, 5, 6）齐比相应的纵向排布（构型1, 2, 3）更安全。在电板横向排布中，侧面柱撞碰撞战斗区域（即最严重的变形区域）承受的冲击不错由多个电板单体分管，冲击沿电板单体的长度方针朝电板包的横向传递，减少了毁伤调处发生于某个电板单体。若是是纵向排布的话，则碰撞战斗区域可能惟有一个电板单体位于最外侧并承受冲击，变形毁伤可能过分发生于该单体。

电板单体的几何尺寸对变形溜达和卷芯能量耗散占比也有权贵影响。与基准模子比较，使用较薄的电板单体（构型2）裁减了11.6% 的电板卷芯能量耗散，使用较厚的电板单体（构型3）则增多了9.8%。较薄的电板单体在侧面柱撞下相对安全，这是由于薄电板单体的刚性相对较弱，容易通过其变形与相邻的电板发生作用，进而将冲击能量分散到更广的区域并由更多的电板承担。

电板包若是去除电板模组层级，将电板单体胜利集成到电板包（Cell-to-pack），是一种援救电板包能量密度的设施。构型10和11去除了模组，使得电板单体（电板卷芯和电板单体壳体）的能量耗散增多，电板包壳体的能量耗散裁减，这是因为穷苦了算作保护层的电板模组壳体以后，冲击能量例必更多由电板单体来承担。

论断

本文将电板卷芯的能量耗散算作碰撞安全评价参数，分析了电板包中不同的电板排布面孔和不同的电板尺寸对碰撞反馈的影响，获得以下论断：

1、电动车在碰到侧面柱撞时，电板毁伤调处于碰撞战斗区域。15种电板包构型的电板卷芯能量耗散存在权贵互异，与基准模子比较，变化领域从 59% （变好）到 191%（变差）；而电板包的总能量耗散仅在很小的领域内变化。

2、针对侧面柱撞，承袭电板单体横向排布（即电板单体长度方针垂直于车辆的长度方针）比纵向排布安全；使用小尺寸电板比大尺寸电板安全。这两种花样齐促使冲击和变形分散到电板包内更广的区域，使更多的结构和电板参与能量耗散并分散碰撞载荷，从而裁减碰撞战斗区域内电板单体的糟塌进度。

3、针对侧面柱撞的碰撞安全遐想中，需要均衡电板包级别的举座刚度和强度以及电板单体级别的局部刚度和强度。

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