冲击载荷下圆柱形锂离子电池的动态响应预测

O347; 为提高径向冲击载荷下圆柱形锂离子电池的安全性,基于膜力因子法研究了大变形下电池的动态响应特性.将电池首先简化为包括内芯和外壳的夹层梁结构,根据抗拉屈服强度建立了电池横截面的塑性屈服准则和膜力因子,进一步将膜力因子引入运动方程实现了大变形下动态响应的求解.此外,基于拉压试验测定了电池构件的力学性能,进一步建立了电池整体有限元模型.研究表明:电池位移响应和速度响应的理论结果和有限元结果具有一致性;冲击载荷下电池初始速度越高,轴力效应对动态响应的影响越大;电池最大挠度随初始速度近似线性增加,且实际的响应时间具有饱和性;电池最大挠度随内芯和外壳屈服强度之比的减小而增大,电池外壳越薄,屈服强...

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Published in爆炸与冲击 Vol. 45; no. 2; pp. 159 - 170
Main Authors 黄子轩, 张新春, 顾丽蓉, 安利强, 饶理想, 张玮琦
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室,河北保定 071003 01.02.2025
华北电力大学机械工程系,河北保定 071003%华北电力大学机械工程系,河北保定 071003
Subjects
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动态响应
锂离子电池
membrane factor method
大变形
膜力因子法
冲击载荷
large deformation
dynamic response
lithium-ion battery
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ISSN1001-1455
DOI10.11883/bzycj-2024-0188

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Summary:O347; 为提高径向冲击载荷下圆柱形锂离子电池的安全性,基于膜力因子法研究了大变形下电池的动态响应特性.将电池首先简化为包括内芯和外壳的夹层梁结构,根据抗拉屈服强度建立了电池横截面的塑性屈服准则和膜力因子,进一步将膜力因子引入运动方程实现了大变形下动态响应的求解.此外,基于拉压试验测定了电池构件的力学性能,进一步建立了电池整体有限元模型.研究表明:电池位移响应和速度响应的理论结果和有限元结果具有一致性;冲击载荷下电池初始速度越高,轴力效应对动态响应的影响越大;电池最大挠度随初始速度近似线性增加,且实际的响应时间具有饱和性;电池最大挠度随内芯和外壳屈服强度之比的减小而增大,电池外壳越薄,屈服强度的影响越显著;电池最大挠度随外壳厚度的增大而减小,屈服强度比越大,外壳厚度的影响越显著.
ISSN:1001-1455
DOI:10.11883/bzycj-2024-0188