(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210683816.3 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市长春汽车经济 技术开发区新红旗大街1号 (72)发明人 张醒国　武斌　蔡存朋　沈宇航　 白晓松　刘洋　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 崔斌 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获 取方法和装置 (57)摘要 本发明属于汽 车技术领域， 具体的说是动力 电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法和 装置。 包括： 一、 建立动力电池的有限元分析模 型； 二、 施加载荷边界条件； 三、 求解模态和随机 振动响应； 根据随机振动响应结果， 得到模组固 定位置的加速度 ‑频率曲线， 取包络线为模组的 随机振动试验 载荷谱。 本发明利用有限元分析计 算周期短以及预测准确等优点， 能够在模组设计 完成， 箱体概念设计阶段， 对动力电池模组随机 振动台架试验 载荷谱进行较为精确的提取， 从而 将试验时间前置， 减少开发周 期， 并且从有限元 建模、 装配、 计算、 评价等全维度标准化有限元作 业流程， 其大大降低了工程师主观 性判断带来的 计算结果离散度较大问题， 统一判别标准， 提升 了仿真效率。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115221751 A 2022.10.21 CN 115221751 A 1.一种动力电池 模组随机振动台架试验载荷谱获取 方法,其特 征在于， 包括： 步骤一、 建立动力电池的有限元分析模型； 步骤二、 施加载荷边界条件； 步骤三、 求解模态和随机振动响应； 根据随机振动响应结果， 得到模组固定位置的加速 度‑频率曲线， 取包络线为模组的随机振动试验载荷谱。 2.根据权利要求1所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法,其特 征在于， 所述 步骤一的具体方法如下： 11)建立动力电池 模组的有限元模型； 12)建立动力电池箱体的有限元模型； 13)建立动力电池其 他结构有限元模型； 14)装配动力电池 模组、 动力电池箱体和动力电池其 他结构； 15)定义有限元模型 材料。 3.根据权利要求2所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法,其特 征在于， 所述步骤11)中， 动力电池 模组简化 为端板+表皮+内部简化结构的形式； 所述步骤13)中， 动力电池其 他结构包括动力电池试验虚拟夹具和配电盒； 所述步骤14)中， 动力电池模组固定点螺栓连接全部简化为刚性单元蛛网绑定， 其他位 置螺栓连接采用刚性单 元+梁单元组合形式简化； 其 他形式的连接全部采用Tie 连接； 所述步骤15)中， 定义各零部件有限元模型 材料的弹性模量E、 泊松比μ。 4.根据权利要求1所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法,其特 征在于， 所述 步骤二的具体方法如下： 21)定义随机振动载荷； 22)施加边界约束条件。 5.根据权利要求4所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法,其特 征在于， 所述步骤21)中， 按照标准规定或试验规定的动力电池随机振动载荷谱， 定义载荷谱 PSD曲线； 所述载荷谱P SD曲线定义的形式为基础运动； 所述步骤22)中， 标准中定义的载荷谱PSD曲线为对数坐标系， 需要将对数坐标系转换 为线性坐标系。 6.根据权利要求1所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法,其特 征在于， 所述 步骤三的具体方法如下： 31)采用LANZOS法进行约束模态求 解， 计算各个结构的模态应力、 模态变形； 32)基于步骤31)模态计算结果， 求 解随机振动响应； 33)根据随机振动谐响应 计算结果， 得到模组固定位置的加速度 ‑频率曲线。 7.根据权利要求6所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方法,其特 征在于， 所述步骤31)中， 模态求解的最大频率要大于载荷谱PSD曲线横坐标最大值的1.5倍以 上； 模态求 解输出结果仅输出应力和位移； 所述步骤33)中， 采用有限元后处理软件绘制动力电池模组固定点即刚性单元主节点权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221751 A 2的PSD加速度 ‑频率曲线； 总共绘制动力电池模组数量*4个曲线， 取包络线为模组的随机振 动试验载荷谱； 其中， 包络线能够按照一定的安全系数进行放大； 每次绘制单方向的动力电池模组随 机振动试验载荷谱； 按照试验 振动方向， 得到三个方向的试 载荷谱。 8.一种动力电池 模组随机振动台架试验载荷谱获取装置， 其特 征在于， 包括： 建立模型模块， 用于建立动力电池的有限元分析模型； 施加模块， 用于施加载荷边界条件； 求解模块， 用于求解模态和随机振动响应； 根据随机振动响应结果， 得到模组固定位置 的加速度 ‑频率曲线， 取包络线为模组的随机振动试验载荷谱。 9.一种终端， 其特 征在于， 包括： 一个或多个处 理器； 用于存储所述一个或多个处 理器可执行指令的存 储器； 其中， 所述 一个或多个处 理器被配置为： 执行如权利要求1至7任一所述的一种动力电池模组随机振动台架试验载荷谱获取方 法。 10.一种非临时性计算机可读存储介质， 其特征在于， 当所述存储介质中的指令由终端 的处理器执行时， 使得终端能够执行如权利要求 1至7任一所述的一种动力电池模组随机振 动台架试验载荷谱获取 方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221751 A 3