近年来，电动汽车行业快速发展，动力电池技术成为关键突破点。其中，CTP（Cell to Pack）电池包结构因其轻量化设计和高能量密度，受到广泛关注。CTP结构通过将方形电芯直接组装到电池包壳体中，省去了传统模组部件，显著减轻了电池包整体质量，为电动汽车的续航里程提升提供了有力支持。
然而，CTP电池包的设计也面临诸多挑战。由于无法采用传统机械连接方式，胶黏剂成为连接固定电芯的关键材料。在常见的电芯胶接方案中，电芯通过导热结构胶粘接在液冷板上方，再通过上盖完成封装。但这种设计存在空间浪费、液冷板平面度难以保证等问题，导致胶层厚度控制困难，电芯粘接面积难以精准控制。在加热固化工序中，涂胶工艺必须严格按照图纸要求操作，以确保产品性能稳定。
为评估CTP电池包在实际使用中的可靠性，研究人员采用仿真与试验相结合的方法，对导热结构胶的耐振性能进行深入研究。通过国标中规定的振动功率谱，对电池组施加X、Y、Z三个方向的随机载荷，分析结构胶的应力分布。统计结果显示，应力值超出仿真评估标准值的部分即为脱胶区域。根据设计要求，模组底部结构胶的厚度固定，因此脱胶面积占比可通过脱胶体积与总胶粘体积的比值计算得出。
在试验阶段，研究人员采用红墨水示踪法对脱胶缝隙进行浸润。通过振动试验后，将电池包拆解并注入红墨水，待墨水干燥后观察脱胶区域。红墨水法的原理在于，脱胶区域与液冷板之间存在缝隙，当胶量不足时，红墨水会渗入；而当胶量充足时，红墨水则无法渗入。通过这种方法，可以直观地显示脱胶位置及面积大小，并与仿真结果进行比对。
以某方形铁锂电池为例，研究人员基于标准GB38031－2020中的振动测试载荷PSD，采用模态叠加法计算电池壳体结构的强度及刚度。仿真结果显示，电池包一阶模态为37.7Hz，与扫频测试结果38.9Hz的一致率高达96.9%，验证了仿真模型的准确性。进一步试验表明，振前扫频为38.9Hz，振后扫频为39.1Hz，无掉频现象，判定振动试验通过。拆解后发现，模组底部近乎无脱胶现象，脱胶面积占比为2.5%，与仿真结果2.7%的一致率为92.0%。
研究结果表明，模态分析结果与扫频测试结果的一致率均在90%以上，说明建模方法和材料参数设置合理。同时，仿真评估与试验实测脱胶面积的一致率也均在90%以上，验证了仿真结果的准确性和有效性。研究还发现，当脱胶面积在3%以内时，无振动失效风险；当脱胶面积占比在3%～5%之间时，存在振动失效风险；当脱胶面积占比在5%以上时，振动失效风险较大。这些结论为CTP电池包的设计优化提供了重要参考。
