动力电池是电动汽车最为重要的组成部分之一,它的性能好坏决定了电动汽车的续航里程,使用寿命和安全特性等。而在电动汽车上使用的众多种类动力电池中,锂离子电池凭借其比能量比功率高,自放电率低,环保性高等特点得到了广泛的应用。而作为电动汽车的储能装置电池内部储存了大量的能量,在其受到外力撞击时很容易发生起火和爆炸。所以,研究锂离子电池的力学性能对其在电动汽车上更广泛的应用和推广是非常有必要的。本文以磷酸铁锂电池为例,利用试验和仿真的研究方法对电动汽车用锂离子动力电池力学特性进行了如下研究:(1)为了研究电池单体内芯代表性体积单元试件的静动态压缩特性,在面内和面外两个方向对电池单体内芯代表性体积单元试件进行了不同加载速度的平面约束压缩测试。试验结果研究表明,试件在面内压缩的变形行为主要包括屈曲,塑性铰和相应剪切带的形成以及内芯组分材料的密实化,名义应力应变曲线与传统的多孔泡沫材料的压缩力学响应非常相似。并且试件在面内方向的压缩力学响应具有显著的动态效应,体现在试件的变形模式发生改变和应力随着加载速度的增大有明显的增强现象。而试件在面外压缩试验中,静动态压缩的力学响应没有明显差异。然后分析了试件的变形过程和产生动态效应的原因,同时也通过试验获得了用于电池内芯有限元建模的材料参数。(2)为了用数值模拟的方法研究电池在更多工况下的力学特性,建立了电池单体内芯的有限元模型。首先对电池内芯的几种建模方法的特点进行简述,结合文章的研究重点建立了电池单体内芯代表性体积单元的均质化有限元模型。并用更接近于实际碰撞的局部挤压工况分别在面内和面外两个方向上做了局部挤压试验,用来验证所建有限元模型的有效性。通过将试验结果和仿真结果对比发现,虽然试件的变形和力位移曲线会有一定的误差,但是整体的一致性较好,能够满足研究需要,验证了模型的有效性。(3)结合电池单体内芯均质化模型,利用数值模拟的研究方法分析了电池单体在面内面外两个方向受到局部挤压时的力学响应,并将电池单体的机械失效与短路失效相关联。研究了加载压头的形状,尺寸和电池单体铝合金外壳厚度对电池单体力学响应的影响。数值模拟结果表明,无论电池单体在面内方向还是面外方向受到局部挤压时,压头的尺寸、形状和外壳厚度对其失效位移和所对应的峰值载荷都有不同程度的影响。