CN117236113A - 背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。采用本方法能够在实际产品制作之前通过仿真测试完成框架强度性能分析，缩短了实车的测试时间，降低了成本。

Description

背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置

技术领域

本申请涉及车辆测试分析技术领域，特别是涉及一种背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术

随着新能源汽车的发展，商用车也广泛使用动力电池作为动力来源。商用车通常于高载重状态下在恶劣路况上行驶，对电池可续航里程要求较高，在电池容量有限的情况下，有在车上搭载更多电池包的需求。商用车一般采用侧挂式的电池包框架，能承载的电池数量较低。在这种情况下，出现了在商用车车架上、驾驶室后侧的背负式电池包框架，其能够利用高度方向上的空间来布置更多的电池包。

对于这种背负式电池包框架，还缺乏对其结构通过仿真模拟进行框架强度分析的方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确对背负式电池包框架总成进行性能分析的背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

第一方面，本申请提供了一种背负式电池包框架总成的性能分析方法。所述方法包括：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的位移数据；

根据所述位移数据对所述背负式电池包框架总成的刚度性能进行评估。

在其中一个实施例中，所述试验工况包括静载工况和扭转工况，其中，所述在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，包括：

在所述静载工况下，在所述背负式电池包框架总成仿真模型的第一预设位置分别施加第一加速度载荷数据；

在所述扭转工况下，在所述背负式电池包框架总成仿真模型的多个第二预设位置分别施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据。

在其中一个实施例中，所述获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据，包括：

在所述静载工况下，分别获取所述背负式电池包框架总成仿真模型第一预设位置分别被施加第一加速度载荷数据的第一应力数据；

在所述扭转工况下，分别获取所述背负式电池包框架总成仿真模型多个第二预设位置分别被施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据的第二应力数据。

在其中一个实施例中，，所述根据所述应力数据对所述背负式框架的强度性能进行评估，包括：

获取所述背负式框架的材料参数；

根据所述材料参数、所述第一应力数据、所述第二应力数据确定安全系数；

在所述安全系数大于安全系数阈值的情况下，评估所述背负式电池包框架总成的强度性能达标；

在所述安全系数小于或等于所述安全系数阈值的情况下，评估所述背负式电池包框架总成强度性能不达标。

在其中一个实施例中，所述获取背负式电池包框架总成的仿真模型包括：

获取所述背负式框架的材料参数信息、所述电池包的材料参数信息和所述连接车架纵梁的材料参数信息；

根据所述背负式框架的材料参数信息、所述电池包的材料参数信息以及所述纵梁的材料参数信息分别对应获取所述背负式框架的仿真密度、所述电池包的仿真密度、所述纵梁的仿真密度；

根据背负式框架的仿真密度、所述电池包的仿真密度、所述纵梁的仿真密度分别对应获取所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型；

根据所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型获取所述背负式电池包框架总成的仿真模型。

在其中一个实施例中，所述根据所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型获取所述背负式电池包框架总成的仿真模型，包括：

分别对所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型进行预处理，以删除各仿真模型中的非必要部件，其中，所述非必要部件为对所述背负式框架的强度性能影响度低于阈值的部件；

对预处理后的所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型分别进行网格化处理；

根据网格化处理后的所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型获取所述背负式电池包框架总成的仿真模型。

第二方面，本申请还提供了一种背负式电池包框架强度分析装置。所述装置包括：

模型建立模块，用于获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

数据获取模块，用于在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

性能评估模块，用于根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

上述背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取背负式电池包框架总成的仿真模型，具体包括获取背负式框架的有限元模型、建立电池包的有限元模型以及建立连接车架纵梁的有限元模型，进一步地，在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，并获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据，使得能根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估，该方法可以在实际产品制作之前通过仿真测试完成框架强度性能分析，缩短了实车的测试时间，降低了成本。

附图说明

图1为一个实施例中背负式电池包框架的性能分析方法的应用环境图；

图2为一个实施例中背负式电池包框架在车辆上的安装位置示意图；

图3为一个实施例中背负式电池包框架截面的结构示意图；

图4为一个实施例中各工况下加速度载荷加载方向示意图；

图5为一个实施例中背负式电池包框架的性能分析装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种背负式电池包框架总成的性能分析方法，包括步骤10-步骤40。

步骤10，获取背负式电池包框架总成的仿真模型，背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁。

背负式电池包框架总成300的具体结构可以参考图2和图3，包括电池包301、背负式框架302和副车架303，是一种为了提高商用车续航里程、缓解其续航压力的一种框架结构，其被安装在驾驶室后侧、车架之上。在电池包容量很难提高的情况下，这种背负式安装方式相较于传统的安装方式可以负载更多块电池包，能有效缓解商用车的续航焦虑。连接车架纵梁包括副车架以及与对背负式框架有承载作用的纵梁。在本申请实施例中，可以利用有限元分析法建立背负式电池包框架总成的仿真模型，即有限元模型，有限元模型是通过将实物划分成不同的网格单元，网格单元之间通过节点连接进而形成网格模型。背负式电池包框架总成的仿真模型具体可包括利用前处理软件，示例性的，Hypermesh软件，建立背负式框架的有限元模型、建立电池包的有限元模型以及建立连接车架纵梁的有限元模型。

步骤20，在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据。

可根据测试试验场上试验车在不同工况下的运行数据得到试验数据，试验数据包括加速度载荷数据和位移载荷数据。示例性地，可以通过在试验车的背负式电池包框架总成上安装加速度传感器测试不同工况下的加速度载荷数据，以及在背负式电池包框架总成安装位移传感器测试在不同工况下的位移载荷数据。

将利用前处理软件Hypermesh软件建立的背负式电池包框架总成的仿真模型导入有限元分析软件中，示例性地，导入ABAQUS软件中，然后对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，模拟实车工况。

步骤30，获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据。

对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，在模拟实车工况的过程转中，可基于有限元分析软件ABAQUS软件对施加试验数据后的背负式电池包框架总成仿真模型进行强度计算。有限元分析方法是将有限元模型中网格单元的质量集中在对应的节点上，通过该节点进行网格单元之间的连接以及力传递。对网格单元的分析计算，实际上是对每一节点的分析计算。将背负式电池包框架总成仿真模型导入有限元分析软件ABAQUS软件，并依据试验数据设置各节点荷载后，ABAQUS软件会输出计算结果。示例性的，该计算结果可以为odb格式文件，该文件的内容包括背负式电池包框架总成仿真模型中各节点的应力数据。

步骤40，根据应力数据对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

基于有限元分析软件输出的应力数据可获取背负式电池包框架总成仿真模型中各零部件节点的安全系数，进而可根据各安全系数以对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。其中，安全系数根据各零部件节点的材料属性以及受到的荷载计算，能反映背负式框架结构的安全程度。

示例性的，可将有限元分析软件输出的应力数据导入至有限元疲劳分析软件，例如FEMFAT软件，并在有限元疲劳分析软件中设置背负式电池包框架总成仿真模型的材料参数。有限元疲劳分析软件可根据材料参数和应力数据生成背负式电池包框架总成仿真模型中各零部件节点的安全系数，以对背负式电池包框架的框架强度进行评估。

上述背负式电池包框架的性能分析方法中，通过获取背负式电池包框架总成的仿真模型，具体包括获取背负式框架的有限元模型、建立电池包的有限元模型以及建立连接车架纵梁的有限元模型，进一步地，在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，并获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据，使得能根据应力数据对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估，该方法可以在实际产品制作之前通过仿真测试完成框架强度性能分析，缩短了实车的测试时间，降低了成本。

在一个实施例中，获取背负式电池包框架总成的仿真模型包括步骤102-步骤108。

步骤102，获取背负式框架的材料参数信息、电池包的材料参数信息和连接车架纵梁的材料参数信息。

其中，各零部件(例如，背负式框架、电池包和连接车架纵梁)的材料参数信息包括但不限于：材料的密度、弹性模量、泊松比、抗拉能力、屈服强度和疲劳曲线等。

步骤104，根据背负式框架的材料参数信息、电池包的材料参数信息以及纵梁的材料参数信息分别对应获取背负式框架的仿真密度、电池包的仿真密度、纵梁的仿真密度。

根据背负式框架、电池包和连接车架纵梁的材料参数信息可在前处理软件中分别配置并获取背负式框架的仿真密度、电池包的仿真密度和连接车架纵梁的仿真密度。其中，仿真密度可以基于材料的密度、弹性模量、泊松比、抗拉能力、屈服强度和疲劳曲线等参数来获取。通过背负式框架、电池包和连接车架纵梁的材料参数信息可分别对应模拟出背负式框架、电池包和连接车架纵梁的仿真密度，就可以保证整个仿真模型的总质量与实际背负式电池包框架总成的质量相等，且重心一致。

步骤106，根据背负式框架的仿真密度、电池包的仿真密度、纵梁的仿真密度分别对应获取背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型。

根据背负式框架的仿真密度和背负式框架的形状结构参数可对应获取背负式框架的仿真模型。相应的，根据电池包的仿真密度和电池包的形状结构参数可对应获取电池包的仿真模型；根据连接车架纵梁的仿真密度和连接车架纵梁的形状结构参数可对应获取连接车架纵梁的仿真模型。

步骤108，根据背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型获取背负式电池包框架总成的仿真模型。

将背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型分别按照实际背负式电池包框架总成中各零部件的连接关系组装在一起，即可形成背负式电池包框架总成的仿真模型。

在本申请实施例中，通过获取各零部件的材料参数信息，即获取背负式框架的材料参数信息、电池包的材料参数信息和连接车架纵梁的材料参数信息，进一步在搭建的各零部件的三维模型中设置正确的仿真密度，建立各零部件的仿真模型，再将各零部件的仿真模型按照连接关系组成背负式电池包框架总成的仿真模型，以便于对背负式电池包框架总成的强度进行仿真分析。

在一个实施例中，根据背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型获取背负式电池包框架总成的仿真模型，包括步骤1082-步骤1086。

步骤1082，分别对背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型进行预处理，以删除各仿真模型中的非必要部件。

其中，非必要部件为对背负式框架的强度性能影响度低于阈值的部件。删除掉各仿真模型中的非必要结构，能简化各零部件的仿真模型。示例性地，可根据试验车的试验数据，删除掉无明显形变的纵梁结构，确定简化后保留的纵梁长度。

步骤1084，对预处理后的背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型分别进行网格化处理。

利用前处理软件(Hypermesh软件)进行网格划分时，网格单元尺寸可定义为能够真实表达出部件的倒角、折弯等特征的尺寸。在对背负式框架和连接车架纵梁的有限元模型进行属性定义时，需要按照实际材料的材料参数信息进行定义。如果连接车架纵梁为冲压结构件，由于冲压结构件的厚度相同，可以使用2D单元建模方式建立连接车架纵梁的有限元模型。可选地，如果连接车架纵梁为铸造零件，则需要使用3D四面体网格建模方式建立其有限元模型。电池包本体结构并非本模型的关注模块，其主要作用为提供背负式框架的承载载荷，因此，在对电池包的有限元模型进行属性定义时，保障其总质量正确即可。

需要注意的是，在对各零部件的仿真模型进行网格化处理后，还需要在各零部件接触区域建立接触对，并在连接车架纵梁截断位置设置约束条件。

步骤1086，根据网格化处理后的背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型获取背负式电池包框架总成的仿真模型。

在本申请实施例中，通过对背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型进行预处理，删除非必要部件，简化各零部件仿真模型，并进一步地，对各零部件的仿真模型进行网格化处理，组成背负式电池包框架总成的仿真模型，便于仿真测试。

在一个实施例中，其中，在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，包括步骤202-步骤204。

步骤202，在静载工况下，在背负式电池包框架总成仿真模型的第一预设位置点分别施加第一加速度载荷数据。

试验工况包括静载工况和扭转工况。其中，静载工况为汽车满载状态下在平坦路面慢速行驶的工况。根据试验车在静载工况下的试验数据得到静载工况下的第一加速度载荷数据。进行静载工况下的强度性能分析时，根据第一加速度载荷数据对背负式电池包框架总成的仿真模型的第一预设位置施加纵向加速度载荷、垂向加速度载荷和侧向加速度载荷(加速度载荷的加载方向可参考图4)。其中，各方向加速度载荷为第一加速度载荷数据的载荷谱极值。第一预设位置可以为背负式电池包框架总成的仿真模型的几何中心。

步骤204，在扭转工况下，在背负式电池包框架总成仿真模型的多个第二预设位置点分别施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据的步骤。

扭转工况为汽车满载状态下在崎岖路面缓慢行驶时的工况。汽车，尤其是商用车，在长途行驶时，经常会遇到各种崎岖的道路，因此，必须要分析汽车在扭转工况下的背负式电池包框架的强度。根据试验车在扭转工况下的试验数据得到扭转工况下的位移载荷数据和第二加速度载荷数据。进行扭转工况下的强度性能分析时，对背负式电池包框架总成的仿真模型第二预设位置施加对应的位移载荷数据，并在几何中心施加垂向加速度载荷数据。其中，垂向加速度载荷数据为第二加速度载荷数据的载荷谱均值。汽车在扭转工况下，速度非常缓慢，因此，其纵向加速度载荷和侧向加速度可看作为零。由于加速度载荷数据的载荷谱为一般为幅值无规律的波形，可以利用计算机程序软件将其等效为等幅的正弦波，从而得到载荷谱均值。第二预设位置可以为背负式框架两端的顶角。

可选地，还可以对背负式电池包框架总成进行疲劳工况下的试验，在疲劳工况下，对背负式电池包框架总成的仿真模型施加的疲劳载荷为加速度载荷谱的均值。

在实际测试过程中发现，随着背负式框架高度的增加，加速度载荷会呈现出从上到下递增的趋势，因此，在本申请实例中，在多种工况下，将加速度载荷数据施加在总成的仿真模型的几何中心上。如果未提前用试验车进行试验获取试验数据，在施加加速度载荷时，可用经验加速度静载1.5倍重力加速度并乘以背负式电池包框架总成的仿真模型的质量得到加速度载荷。

在本申请实施例中，通过在静载工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型的第一预设位置分别施加第一加速度载荷数据，以及在扭转工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型的多个第二预设位置点分别施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据，对汽车的几种典型工况进行模拟，分析背负式电池包框架总成的强度，得到的分析结果更准确。

在一个实施例中，获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据，包括：在静载工况下，分别获取背负式电池包框架总成仿真模型第一预设位置分别被施加第一加速度载荷数据的第一应力数据；以及在扭转工况下，分别获取背负式电池包框架总成仿真模型多个第二预设位置分别被施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据的第二应力数据的步骤。

利用有限元分析软件(ABAQUS软件)获取静载工况下总成的仿真模型的应力数据，以进行静载工况下背负式框架的框架强度性能分析；利用有限元分析软件(ABAQUS软件)获取扭转工况下总成的仿真模型的应力数据，以进行扭转工况下背负式框架的框架强度性能分析。

在一个实施例中，根据应力数据对背负式框架的强度性能进行评估，包括：获取背负式框架的材料参数；根据材料参数、第一应力数据、第二应力数据确定安全系数；在安全系数大于安全系数阈值的情况下，评估背负式电池包框架总成的强度性能达标；在安全系数小于或等于安全系数阈值的情况下，评估背负式电池包框架总成强度性能不达标的步骤。

获取背负式框架以及连接车架纵梁的材料参数，以便于在有限元疲劳分析软件(FEMFAT软件)中设置背负式电池包框架总成各零部件节点的弹性模量和疲劳曲线。在进行静载工况下背负式电池包框架总成的强度分析时，将ABAQUS软件输出的第一应力数据导入FEMFAT软件中，FEMFAT软件会根据设置的材料参数和第一应力数据计算出各零部件节点的安全系数。在进行扭转工况下背负式电池包框架总成的强度分析时，将ABAQUS软件输出的第二应力数据导入FEMFAT软件中，FEMFAT软件会根据设置的材料参数和第二应力数据计算出各零部件节点的安全系数。

在本申请实施例中，连接车架纵梁包括多个子部件，每一子部件材料相同，但承载荷载不同，因此，每一子部件对应的安全系数阈值可能不相同。背负式框架具有多层结构，底层的框架结构承载的荷载会更大，相应地，每一层框架结构的安全系数阈值也可能不同。示例性地，对于与背负式框架相距稍远的连接车架纵梁的子部件，由于承受荷载较低，其安全系数阈值可设置为1.2，对于背负式框架较低层的框架结构以及与背负式框架有直接承载作用的连接车架纵梁的子部件的安全系数阈值可设置为1.5，甚至更高。

FEMFAT软件计算出背负式电池包框架总成仿真模型中各节点的安全系数后，将每一安全系数和其对应的安全系数阈值进行比较。安全系数的评估标准可由以往经验积累形成。在节点的安全系数大于对应的安全系数阈值的情况下，评估认为该节点对应的结构的强度性能达标；在节点的安全系数小于或等于对应的安全系数阈值的情况下，评估认为该节点对应的结构的强度性能不达标。在背负式框架和连接车架纵梁的仿真模型中节点的安全系数的阈值均超过对应的安全系数阈值的情况下，评估认为背负式电池包框架总成的强度性能达标。

在本申请实施例中，通过获取背负式框架的材料参数，并在有限元疲劳分析软件中设置材料参数、第一应力数据和第二应力数据，进一步地，有限元疲劳分析软件能根据材料参数、第一应力数据和第二应力数据确定各节点的安全系数，然后，在安全系数大于安全系数阈值的情况下，评估背负式电池包框架总成的强度性能达标，在安全系数小于或等于安全系数阈值的情况下，评估背负式电池包框架总成强度性能不达标。通过对仿真模型的强度性能进行分析，缩短了实际产品的测试时间，降低生产成本。

在一个实施例中，背负式电池包框架的性能分析方法还包括：获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的位移数据；根据位移数据对背负式电池包框架总成的刚度性能进行评估的步骤。

对背负式电池包框架的性能进行分析时，还需要考虑背负式框架的刚度。ABAQUS软件对被施加试验数据的背负式电池包框架总成仿真模型进行计算后，输出的odb格式文件中还包括各节点的位移数据。位移数据包括仿真模型加载试验数据后各节点的相对偏移量。

在背负式框架仿真模型的网格单元中，若存在节点的位移数据超过第一位移阈值的情况下，认为该背负式框架的刚度不达标；若不存在节点的位移数据超出第一位移阈值的情况下，认为该背负式框架的刚度达标。其中，第一位移阈值需要根据背负式框架的材料参数信息设置。

相应地，在连接车架纵梁仿真模型的网格单元中，若存在节点的位移数据超过第二位移阈值的情况下，认为该连接车架纵梁的刚度不达标；若不存在节点的位移数据超出第二位移阈值的情况下，认为该连接车架纵梁的刚度达标。其中，第二位移阈值需要根据连接车架纵梁的材料参数信息设置。

在本申请实施例中，通过获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的位移数据，并根据位移数据对背负式框架和连接车架纵梁的刚度性能进行评估，完成了对背负式电池包框架总成刚度性能的分析，在产品生产前进行该仿真分析，能缩短实际产品的测试时间，降低生产成本。

应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的背负式电池包框架的性能分析方法的背负式电池包框架的性能分析装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个背负式电池包框架的性能分析装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于背负式电池包框架的性能分析方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种背负式电池包框架总成的性能分析装置，包括：模型建立模块502、数据获取模块504和性能评估模块506，其中：

模型建立模块502，用于获取背负式电池包框架总成的仿真模型，背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

数据获取模块504，用于在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据；

性能评估模块506，用于根据应力数据对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

在一个实施例中，数据获取模块还用于获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的位移数据；性能评估模块还用于根据位移数据对背负式电池包框架总成的刚度性能进行评估。

在一个实施例中，数据获取模块还用于在静载工况下，在背负式电池包框架总成仿真模型的第一预设位置分别施加第一加速度载荷数据；

在扭转工况下，在背负式电池包框架总成仿真模型的多个第二预设位置分别施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据。

在一个实施例中，数据获取模块还用于在静载工况下，分别获取背负式电池包框架总成仿真模型第一预设位置分别被施加第一加速度载荷数据的第一应力数据；

在扭转工况下，分别获取背负式电池包框架总成仿真模型多个第二预设位置分别被施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据的第二应力数据。

在一个实施例中，性能评估模块还用于获取背负式框架的材料参数；

根据材料参数、第一应力数据、第二应力数据确定安全系数；

在安全系数大于安全系数阈值的情况下，评估背负式框架的强度性能达标；

在安全系数小于或等于安全系数阈值的情况下，评估背负式电池包框架总成强度性能不达标。

在一个实施例中，模型建立模块还用于获取背负式框架的材料参数信息、电池包的材料参数信息和连接车架纵梁的材料参数信息；

根据背负式框架的材料参数信息、电池包的材料参数信息以及纵梁的材料参数信息分别对应获取背负式框架的仿真密度、电池包的仿真密度、纵梁的仿真密度；

根据背负式框架的仿真密度、电池包的仿真密度、纵梁的仿真密度分别对应获取背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型；

根据背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型获取背负式电池包框架总成的仿真模型。

在一个实施例中，模型建立模块还用于分别对背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型进行预处理，以删除各仿真模型中的非必要部件，其中，非必要部件为对背负式框架的强度性能影响度低于阈值的部件；

对预处理后的背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型分别进行网格化处理；

根据网格化处理后的背负式框架的仿真模型、电池包的仿真模型和连接车架纵梁的仿真模型获取背负式电池包框架总成的仿真模型。

上述背负式电池包框架的性能分析装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种背负式电池包框架的性能分析方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据；

根据应力数据对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据；

根据应力数据对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取背负式电池包框架总成仿真模型被施加试验数据后的应力数据；

根据应力数据对背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种背负式电池包框架总成的性能分析方法，其特征在于，所述方法包括：

获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据；

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的位移数据；

根据所述位移数据对所述背负式电池包框架总成的刚度性能进行评估。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验工况包括静载工况和扭转工况，其中，所述在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，包括：

在所述静载工况下，在所述背负式电池包框架总成仿真模型的第一预设位置分别施加第一加速度载荷数据；

在所述扭转工况下，在所述背负式电池包框架总成仿真模型的多个第二预设位置分别施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据，包括：

在所述静载工况下，分别获取所述背负式电池包框架总成仿真模型第一预设位置分别被施加第一加速度载荷数据的第一应力数据；

在所述扭转工况下，分别获取所述背负式电池包框架总成仿真模型多个第二预设位置分别被施加位移载荷数据和第二加速度载荷数据的第二应力数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述应力数据对所述背负式框架的强度性能进行评估，包括：

获取所述背负式框架的材料参数；

根据所述材料参数、所述第一应力数据、所述第二应力数据确定安全系数；

在所述安全系数大于安全系数阈值的情况下，评估所述背负式电池包框架总成的强度性能达标；

在所述安全系数小于或等于所述安全系数阈值的情况下，评估所述背负式电池包框架总成强度性能不达标。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取背负式电池包框架总成的仿真模型包括：

获取所述背负式框架的材料参数信息、所述电池包的材料参数信息和所述连接车架纵梁的材料参数信息；

根据所述背负式框架的材料参数信息、所述电池包的材料参数信息以及所述纵梁的材料参数信息分别对应获取所述背负式框架的仿真密度、所述电池包的仿真密度、所述纵梁的仿真密度；

根据背负式框架的仿真密度、所述电池包的仿真密度、所述纵梁的仿真密度分别对应获取所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型；

根据所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型获取所述背负式电池包框架总成的仿真模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型获取所述背负式电池包框架总成的仿真模型，包括：

分别对所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型进行预处理，以删除各仿真模型中的非必要部件，其中，所述非必要部件为对所述背负式框架的强度性能影响度低于阈值的部件；

对预处理后的所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型分别进行网格化处理；

根据网格化处理后的所述背负式框架的仿真模型、所述电池包的仿真模型和所述连接车架纵梁的仿真模型获取所述背负式电池包框架总成的仿真模型。

8.一种背负式电池包框架强度分析装置，其特征在于，所述装置包括：

模型建立模块，用于获取背负式电池包框架总成的仿真模型，所述背负式电池包框架总成包括背负式框架、电池包和连接车架纵梁；

数据获取模块，用于在不同试验工况下，对所述背负式电池包框架总成仿真模型施加试验数据，获取所述背负式电池包框架总成仿真模型被施加所述试验数据后的应力数据；

性能评估模块，用于根据所述应力数据对所述背负式电池包框架总成的强度性能进行评估。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。