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新能源汽车市场的快速增长对新能源汽车的碰撞安全性开发提出了更高的要求,目前仍缺少能够用于整车安全性开发的精细化电池有限元模型,本研究对电池主要组分材料进行了应变率相关力学行为表征,为建立精细化电池模型提供支持。本研究首先对正负电极、集流体、隔膜以及软包电池铝塑膜外包装进行了准静态与动态的单向拉伸试验表征。试验结果表明活性涂层对电极材料的拉伸载荷响应有一定的增强作用但不明显,电极材料与集流体的力学行为均具有一定的应变率效应。隔膜材料的力学行为具有显著的各向异性与应变率效应,且在不同的加载方向展现出不同的断裂模式。对隔膜材料获取的微观结构图像显示隔膜主纤维具有取向性排布特征,隔膜的各向异性与断裂模式与其密切相关。铝塑膜材料的力学行为具有显著的应变率效应以及一定的各向异性。本研究对薄片材料拉伸试验的误差来源进行了量化分析,结果表明本研究试验总体误差控制良好,但针对载荷水平较低的动态试验,自制小量程传感器的测量精度与稳定性需要提高。随后本论文使用并联流变模型表征隔膜的拉伸力学行为,该模型具有非线黏弹性与弹塑性耦合的特征。针对并联流变模型,本研究设计了连续松弛试验获取材料的平衡态响应以及连续加卸载试验解耦平衡态的弹塑性响应,然后基于不同应力水平下的松弛过程确定了蠕变本构模型的初值与优化范围。进一步,以绝对误差与相对误差最小化为优化目标对模型参数进行了优化,针对初次优化结果提出了拓展黏性参数优化范围的优化方法提高了对不同应变率下单向拉伸仿真的准确性。研究还讨论了蠕变模型参数拓展、黏弹性分支数与弹性行为的定义方式(瞬态或稳态)对最终优化结果的影响。蠕变模型参数拓展改善了拉伸的仿真结果但降低了对松弛仿真的准确性;黏弹性分支数的增加不一定改善优化结果;弹性行为的瞬态输入可改善动态拉伸仿真结果但降低了对准静态拉伸仿真的准确性。本研究最后针对电极材料与隔膜开展了穿孔试验以及相应的有限元模型验证。对电极材料,采用弹塑性本构与膜单元的模型能准确仿真其准静态穿孔过程中的载荷位移响应,对动态仿真结果的验证需要基于更精确的动态测试数据。针对隔膜材料显著的各向异性,提出了各向异性线性黏弹性与并联流变模型组合的有限元模型,该模型能较为准确地预测隔膜材料准静态与动态穿孔的载荷位移响应。