挤压测试是模拟电池包在某些事故中受到挤压的情形，试验装置如图7所示。采用图8所示的单拱或者三拱挤压头对电池边框施加载荷，分别沿X向和Y向进行测试，允许X向和Y向分别采用不同的试验对象。
图7 挤压测试装置
挤压动作近似准静态，速度不超过2mm/s，挤压力达到 100 kN 或挤压变形量达到挤压方向的整体尺寸的 30%时停止挤压。要求不起火、不爆炸。
仿真分析无法对不起火不爆炸这个指标进行量化，所以建议仿真目标值为挤压力达到100kN 时，内部管线不发生挤压和撞击，电池芯体的应变<5%。现行法规要求电池芯体至少能承受15%的变形而不发生起火爆炸，所以仿真目标设定为芯体应变<5%是比较稳妥的。
电池挤压仿真可选择显式或隐式有限元法，用一刚性体模拟挤压板，通常只考虑单拱型挤压板即可。
图8 单拱形和三拱形挤压板
仿真分析中需考虑材料弹塑性、大变形和接触这三重非线性因素。采用显式算法时，无法实施2mm/s的缓慢加载，通常要将加载速度提高至少100倍，有可能造成仿真结果与实际不符。所以推荐使用隐式算法，例如Abaqus/standard。
报批稿规定的挤压载荷只有100kN，强度偏低。是电池包通常都是受到车身结构的保护，实际很难出现侧边直接被挤压的场景。所以我们的测试和仿真并不需要将考察标准加严，满足报批稿要求即可。在后续的整车级试验和仿真中，再根据结果再决定是否要加强电池包框架结构。
但也有例外情况，某些车型的电池包边框局部直接暴露，未受到车体结构保护，发生事故时可能直接受到撞击或挤压，此时100kN的载荷不足以覆盖实际工况。所以建议对这些边框局部位置，采用500kN的挤压载荷进行考核。
结语
振动疲劳、机械冲击和模拟碰撞测试，都是将电池包与一刚性框架连接，再将刚性框架固定在试验台架或者台车上。电池包和刚性框架的连接必须与实车电池包和车身的连接一致。进行仿真分析也需要保证电池包有限元模型的约束符合实际装车状态。
对于挤压测试，电池包平放于试验台面上，一侧紧靠刚性壁面，另一侧用挤压头加载。电池包与试验台面之间不能有固定连接。如果加载时电池包会移动，可以在电池包和刚性壁面之间增加辅助支撑。进行仿真分析时也需要再现测试状态，在有限元模型中体现电池包侧边与刚性壁之间的接触约束。
本文建议测试和仿真都采用比报批稿更严苛的载荷条件，这就要求电池包框架和外壳要设计得更强壮，将导致整包质量增加和能量密度降低，影响补贴金额。为解决电池包结构加强导致能量密度降低的问题，可以考虑为电池包设计一个加强托架，电池包用螺栓连接到托架上，托架再连接到车身上，如图9所示。
图9 电池包螺接托架
按照现行法规，对于加强托架与电池包本体螺接的情况，企业可以将托架归属到车身，测试能量密度时就可不带托架，当然进行报批稿中各项测试时也不能带托架。
因此，我们可以将电池包壳体和内部框架结构尽可能减重，只保证满足报批稿中的基本要求，以实现整包能量密度的提升。本文建议的更严苛的考核指标则是通过托架的加强作用来达成。
对于电池包结构，仅考核振动疲劳、机械冲击、模拟碰撞和挤压这几个工况是非常不充分的，至少还要考察电池包的整体和局部刚度、模态以及极限工况下的强度，还应考虑整车状态下电池包的结构安全，尤其要关注底部球击和刮底这两个整车工况。
