一种电池包振动性能的分析方法与流程

1.本发明涉及动力电池参数分析技术领域，具体涉及一种电池包振动性能的分析方法。


背景技术：

2.电动车行驶过程中，会遇到各种复杂工况。为提升电池包应对各种工况的能力，必须提高电池包的结构强度和振动性能，而电池包结构的设计方式直接影响电池包的整体安全性能。随着对安全性能和能源的关注，电池包安全性能显的愈加重要；特别是电池包的振动特性要与整车进行匹配设计，同时振动特性也常用于其耐久寿命评价。
3.目前，在电动车开发项目中，针对电池包的工装设计形式多种多样，其结构也不一，有些设计出的工装结构不合理，也未进行振动频率分析，导致样件无法避开振动扫频频率，从而出现工装返工甚至报废等情形，严重影响项目的整体开发节点。
4.然而，现有技术中的电池包振动特性分析往往基于传统的计算方法，特别在多个平台交叉进行设计开发，或多个方案的验证过程中，传统方法在计算模态及振动性能时，往往需要耗费较多的时间和精力，同样影响了产品的快速迭代设计。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中电池包振动特性分析耗费较多时间的缺陷，从而提供一种能够快速进行电池包振动特性分析的电池包振动性能的分析方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的一种电池包振动性能的分析方法，包括：
7.基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束；
8.获取所述超单元组的第一振动状态数据；
9.基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据；
10.基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数；
11.基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。
12.可选的，所述获取所述超单元组的第一振动状态数据，包括：
13.获取所述超单元组的属性数据及控制参数数据；
14.基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图。
15.可选的，在所述基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图之前，还包括：
16.将所述超单元组的各个连接点进行连接，形成外形框图。
17.可选的，所述基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束，包括：
18.获取所述箱体组的连接点信息；
19.基于所述箱体组的连接点信息建立所述箱体组与所述超单元组的连接点约束。
20.可选的，所述基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据，包括：
21.基于所述箱体组与所述超单元组的连接点约束，对所述超单元组进行模型更新处理；
22.基于模型更新后的超单元组，确定控制参数信息；
23.基于所述控制参数信息，对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据。
24.可选的，所述基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数，包括：
25.获取所述电池包的模态预设参数信息和随机振动预设参数信息；
26.将所述模态预设参数信息与所述随机振动预设参数信息引入所述第二振动状态数据，以及基于所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数。
27.可选的，所述基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能，包括：
28.若所述振动参数符合预设条件，则确定所述电池包的振动性能合格；
29.若所述振动参数不符合预设条件，则确定所述电池包的振动性能不合格。
30.另一方面，本发明提供的一种电池包振动性能的分析装置，包括：
31.连接点创建模块，用于基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束；
32.获取模块，用于获取所述超单元组的第一振动状态数据；
33.更新模块，用于基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据；
34.确定模块，用于基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数；
35.所述确定模块还用于基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。
36.另一方面，本发明提供的一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的电池包振动性能的分析程序，以实现所述的电池包振动性能的分析方法。
37.另一方面，本发明提供的一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述的电池包振动性能的分析方法。
38.本发明技术方案，具有如下优点：本发明提供的电池包振动性能的分析方法，能够快速进行电池包振动特性分析，极大的缩短计算时间，进而为产品优化迭代提供更多宝贵的时间，提高研发效率。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明电池包振动性能的分析方法的流程图；
41.图2为本发明电池包的整体结构示意图；
42.图3为本发明箱体组的示意图；
43.图4为本发明超单元组的载荷及边界的示意图；
44.图5为本发明超单元组连接点的示意图；
45.图6为本发明超单元组的振型图；
46.图7为本发明电子设备的硬件结构示意图。
47.附图标记说明：
48.1-水冷板，2-底护板，3-箱体组。
具体实施方式
49.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
53.实施例一
54.结合图1-图7所示，本实施例提供的电池包振动性能的分析方法，包括如下步骤：
55.s1，基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束。
56.结合图2所示，所述电池包主要由水冷板1、底护板2、箱体组3以及电池模组(图中未示出)组成。
57.优选的，在所述分析方法具体执行时，可以根据电池包的总成装配形式，建立电池包总成的仿真分析模型。由于电池模组、水冷板1、底护板2在不同设计样式的电池包中均采用相同结构，而箱体组3作为不同设计样式的电池包的主要变化部件，在进行电池包振动特性分析时，可以将电池模组、水冷板1、底护板2等作为一个整体创建超单元组模型，以便于不同设计样式的箱体方案的快速迭代计算，无需反复对电池模组、水冷板1、底护板2的振动特性进行计算。
58.同时，由于不同设计样式的箱体组3发生变化，箱体组3与超单元组之间的连接点位置同样会发生变化，为了在快速迭代计算的同时保证计算结果的准确性，需要将电池包
的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束。
59.具体地，在所述基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图之前，还包括：
60.将所述超单元组的各个连接点进行连接，形成外形框图。
61.优选的，可将各个连接点采用plotel单元连接，形成外形框图，以便在后处理中显示超单元组模型的振型图。
62.具体地，所述基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束，包括：
63.获取所述箱体组的连接点信息；
64.基于所述箱体组的连接点信息建立所述箱体组与所述超单元组的连接点约束。
65.优选的，在所述基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图之前，还包括：将所述超单元组进行封装，同时采用bndfree1建立超单元组与箱体组的连接点。以充分表征用于创建超单元组模型的特性，包括质量、刚度及阻尼等矩阵。优选的，所述超单元组的模态频率求解范围可以为0hz-400hz。
66.优选的，根据电池包的总成装配形式，建立电池包总成仿真分析模型，仿真分析模型包括箱体、水冷板、模组、底护板等。进一步的，获取各个模型的材料、属性参数，具体的材料根据实际情况确定，该操作可以由人工进行录入。
67.s2，获取所述超单元组的第一振动状态数据。
68.优选的，所述第一振动状态数据指的是所述超单元组在经过第一次求解计算后，获得的超单元组模型的某一阶模态及振型图。所述第一振动状态数据适于在后续不同设计样式的电池包模型中被反复调用，以便于快速迭代计算。
69.具体地，所述获取所述超单元组的第一振动状态数据，包括：
70.获取所述超单元组的属性数据及控制参数数据；
71.基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图。
72.所述属性数据可以包括求解关键字cms引用等；所述控制参数数据可以包括全局控制参数，如automest、autospc以及checkel等。
73.通过对所述属性数据及控制参数数据的限定，经过求解计算，可以得到所述超单元组的模型结果，即所述超单元组的某一阶模态及振型图。
74.s3，基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据。
75.具体地，所述基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据，包括：
76.基于所述箱体组与所述超单元组的连接点约束，对所述超单元组进行模型更新处理；
77.基于模型更新后的超单元组，确定控制参数信息；
78.基于所述控制参数信息，对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据。
79.优选的，所述基于所述箱体组与所述超单元组的连接点约束，对所述超单元组进行模型更新处理，所述模型更新的方式可以为模型缩减。
80.优选的，所述基于模型更新后的超单元组，确定控制参数信息；所述控制参数信息
可以包括求解关键字cms引用等，以及全局控制参数，如automest、autospc以及checkel等。
81.通过对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据，从而在第一振动状态数据的基础上快速获得更新后的第二振动状态数据，从而节约计算时间，提高效率。
82.s4，基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数。
83.具体地，所述基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数，包括：
84.获取所述电池包的模态预设参数信息和随机振动预设参数信息；
85.将所述模态预设参数信息与所述随机振动预设参数信息引入所述第二振动状态数据，以及基于所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数。
86.优选的，所述电池包的模态预设参数信息一般包括计算输出、计算工况以及计算边界等关键字。
87.并具体的，所述电池包的计算输出关键字可以包括振型、频率及应变能等。
88.所述电池包的计算工况关键字可以包括引用边界条件关键字spc以及模态频率计算关键字method(structure)等；主要用于计算整个电池包的模态频率、振型等边界及工况等。
89.所述电池包的计算边界关键字可以包括用于整个电池包与整车安装的螺栓安装点约束边界以及整体模态特征值关键字eigrl等。
90.额外的，还可以包括电池包整体模态计算动态变化部分模型引用关键字，如本实施例中动态变化为各种结构的箱体结构的离散模型。
91.优选的，所述电池包的随机振动预设参数信息包括：求解关键字、计算工况关键字、计算边界关键字等。
92.所述电池包的随机振动计算求解关键字可以包括引用超单元组模型结果，以及用于计算随机振动的关键字random，以及用于计算随机振动的结果输出关键字，如各种应力结果。
93.所述电池包的随机振动计算工况关键字可以包括整个电池包边约束边界、整体模态频率、整体阻尼、激励载荷以及扫频频率范围等关键字。
94.所述电池包随机振动计算边界关键字可以包括整个电池包边约束边界、整体模态频率、整体阻尼、激励载荷以及扫频频率范围等关键字的详细定义，如扫频频率范围为5-200hz、整体阻尼值设置、随机载荷谱设置、整体求解频率范围设置、以及动态激励载荷设置等。
95.额外的，还可以包括所述电池包随机振动计算动态变化部分模型引用关键字，如本例中的不同结构的箱体结构离散模型等。
96.s5，基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。
97.具体地，所述基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能，包括：
98.若所述振动参数符合预设条件，则确定所述电池包的振动性能合格；
99.若所述振动参数不符合预设条件，则确定所述电池包的振动性能不合格。
100.基于本方法计算整个电池包总成的模态特性，同时与传统方法结果对比，如下表所示，采用传统方法计算得到其一阶整体模态为48.45hz，采用本实施例方法计算得到其为
49.55hz，差值为1.59％，小于5％，满足要求；同时其计算时间由基础的7时30分51秒降低至3分1秒，效果非常明显。
[0101][0102]
表1模态分析结果对比
[0103]
基于本方法计算整个电池包总成的随机振动特性，同时与传统方法结果对比，如下表所示，采用传统方法计算得到其箱体骨架最大应力z向为35.84mpa，采用本实施例方法计算得到其为35.68mpa，差值0.45％，小于5％；箱体框架最大应力分别为9.56mpa和9.86mpa，差值3.14％，小于5％，均满足要求；同时其计算时间由基础的35时25分27秒降低至2时19分7秒，效果非常明显。
[0104][0105]
表2振动分析结果对比
[0106]
本实施例提供的电池包振动性能的分析方法，能够极大的缩短计算时间，进而为产品优化迭代提供更多宝贵的时间。
[0107]
实施例二
[0108]
结合图1所示，本实施例提供一种电池包振动性能的分析装置，包括：
[0109]
连接点创建模块，用于基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束；
[0110]
获取模块，用于获取所述超单元组的第一振动状态数据；
[0111]
更新模块，用于基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据；
[0112]
确定模块，用于基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数；
[0113]
所述确定模块还用于基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。
[0114]
本实施例还提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的电池包振动性能的分析程序，以实现所述的电池包振动性能的分析方法。
[0115]
图7所示的电子设备400包括：至少一个处理器401、存储器402、至少一个网络接口404和其他用户接口403。电子设备400中的各个组件通过总线系统405耦合在一起。可理解，总线系统405用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统405除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标
device，pld)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本技术所述功能的其它电子单元或其组合中。
[0123]
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
[0124]
本实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述的电池包振动性能的分析方法。
[0125]
本发明实施例还提供了一种存储介质(计算机可读存储介质)。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0126]
当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述方法。
[0127]
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0128]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0129]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种电池包振动性能的分析方法，其特征在于，包括：基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束；获取所述超单元组的第一振动状态数据；基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据；基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数；基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。2.根据权利要求1所述的电池包振动性能的分析方法，其特征在于，所述获取所述超单元组的第一振动状态数据，包括：获取所述超单元组的属性数据及控制参数数据；基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图。3.根据权利要求2所述的电池包振动性能的分析方法，其特征在于，在所述基于所述属性数据及控制参数数据，确定所述超单元组的振型图之前，还包括：将所述超单元组的各个连接点进行连接，形成外形框图。4.根据权利要求1所述的电池包振动性能的分析方法，其特征在于，所述基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束，包括：获取所述箱体组的连接点信息；基于所述箱体组的连接点信息建立所述箱体组与所述超单元组的连接点约束。5.根据权利要求4所述的电池包振动性能的分析方法，其特征在于，所述基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据，包括：基于所述箱体组与所述超单元组的连接点约束，对所述超单元组进行模型更新处理；基于模型更新后的超单元组，确定控制参数信息；基于所述控制参数信息，对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据。6.根据权利要求5所述的电池包振动性能的分析方法，其特征在于，所述基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数，包括：获取所述电池包的模态预设参数信息和随机振动预设参数信息；将所述模态预设参数信息与所述随机振动预设参数信息引入所述第二振动状态数据，以及基于所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数。7.根据权利要求6所述的电池包振动性能的分析方法，其特征在于，所述基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能，包括：若所述振动参数符合预设条件，则确定所述电池包的振动性能合格；若所述振动参数不符合预设条件，则确定所述电池包的振动性能不合格。8.一种电池包振动性能的分析装置，其特征在于，包括：连接点创建模块，用于基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束；获取模块，用于获取所述超单元组的第一振动状态数据；更新模块，用于基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据；确定模块，用于基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数；所述确定模块还用于基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的电池包振动性能的分析程序，以实现权利要求1-7中任意一项所述的电池包振动性能的分析方法。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1-7中任意一项所述的电池包振动性能的分析方法。

技术总结
本发明涉及动力电池参数分析技术领域，具体涉及一种电池包振动性能的分析方法。所述电池包振动性能的分析方法包括：基于电池包的箱体组与超单元组的配合状态创建连接点约束；获取所述超单元组的第一振动状态数据；基于所述连接点约束对所述第一振动状态数据进行更新，得到第二振动状态数据；基于所述第二振动状态数据以及所述连接点约束，确定所述电池包的振动参数；基于所述振动参数确定所述电池包的振动性能。本发明提供的电池包振动性能的分析方法，能够快速进行电池包振动特性分析，极大的缩短计算时间，进而为产品优化迭代提供更多宝贵的时间，提高研发效率。提高研发效率。提高研发效率。


技术研发人员：请求不公布姓名 请求不公布姓名 曲凡多
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/6