某PHEV车型电池热管理系统的1D/3D耦合分析

采用1D/3D耦合仿真的手段对某PHEV车型电池包热管理系统进行了研究。1D建模方法用于建立电芯的等效电路模型,模型用试验数据标定,能预测电芯的发热量,并为3D仿真提供输入。3D仿真能够计算电芯内部的温度分布,而温度会影响1D等效电路的模型参数,进而影响发热量,以这种方式建立了仿真模型的1D/3D双向耦合。利用此模型,以一组高温恶劣工况下实测电池电流和电池包进口处冷却液温度为边界条件进行了瞬态分析,并将冷却液出口水温仿真结果与试验数据进行对比,结果显示两者平均偏差在1℃以内,体现出较好的预测效果。研究结果还显示,电池包外表面空气对流传递的热量在总散热量的5%以内,对结果影响不大。研究证明1D/3D耦合仿真是新能源车型电池包开发过程中的有力工具。     

基于导热胶散热的电池包热流场特性研究

基于某微型电动汽车55A·h锂离子动力电池包的单体发热功率测定数据,在匀速行驶、持续加速和NEDC 3种工况下,通过FLOEFD仿真对比分析单体之间为空气和单体之间填充导热胶两种电池包的温度场分布情况。结果表明:匀速行驶工况结束时刻,使用导热胶填充间隙的电池包温差比间隙为空气的电池包降低了1.41℃;持续加速工况结束时刻,温差降低了0.14℃;NEDC工况结束时刻,温差降低了0.2℃。可见导热胶对降低电池包温升与均衡电池包温度场方面有明显作用。     

基于低温工况的纯电动汽车电池保温设计

针对纯电动汽车动力锂离子蓄电池包在低温工况下散热严重导致温差较大的问题,文章设计了一种电池包保温层,以某纯电动汽车电池包为样本,对电池包及模组进行温度场仿真及低温静置试验,结果表明:在低温-20℃工况下,样品电池包增加保温层设计后,电池的最大温差和降温速率都明显减小,整包保温性能得到改善。     

基于集成式均衡电路的电池包主动均衡仿真研究

对于电芯单体串并联成组使用的车用动力电池包,单体的均衡是影响电池包性能、寿命和安全的关键因素。文章讨论了集成式主动均衡电路架构及其实现方式,分析并建立了具有集成式主动均衡电路的电池包系统模型和方程,在该系统方程基础上设计了一种简便易行的线性分配电流主动均衡算法,并在MATLAB环境下进行了建模和仿真验证。仿真结果显示,该均衡电路和均衡算法能有效实现模组电压和电芯单体电压的均衡。     

插电式混动汽车电池包热伤害仿真分析

电式混动汽车受限于下车体布置空间限制,高温排气管路与电池包布置均较近,而电池包受排气管路热辐射影响极易产生电芯高温热伤害的问题进而影响行车安全,因此插电式混动汽车电池包热防护设计就显得极为关键,本文基于Star-ccm+s2s热辐射模型,完成了某插电式混动汽车电池包热伤害仿真分析,并进行实车试验验证,仿真误差低于6%,符合工程设计需求。     

PHEV电池包热管理系统设计优化与仿真分析

为实现电池包热管理系统低能耗和高效率散热的目的,文章通过流体动力学（CFD）仿真及实验对某插电式混合动力汽车（PHEV）乘用车电池包热管理系统进行优化研究。电池包热管理系统采用液冷散热,流场压力损失设计目标值为27kPa。初始方案中,流场压力损失实测值约为60 kPa,CFD仿真分析表明,液冷系统流场进出口是产生压力损失的主要部件;采用增大进出口管径的方法对液冷系统进行优化,仿真和实验结果表明,优化后的液冷系统压力损失减小至26 kPa左右;液冷系统流场优化后,对电池包散热特性进行仿真和实验分析,结果表明,在67.6 kW工况下电池包最高温度为53.2℃,低于目标值55℃。综合分析可以得出结论,优化后的电池包液冷系统各项指标达到目标状态。     

纯电动汽车电池热管理风冷与液冷

<正>锂离子电池包热管理的要求是根据锂离子电池发热机理,合理设计电池包结构,选择合适的热管理方式,合理设计热管理策略,保证电池包内各个单体电池工作在合理温度范围内的同时尽量维持包内各个电池及电池模块间的温度均匀性。     

车用电池热管理系统试验台架研制与试验研究

为了满足电动汽车电池包和电池热管理系统开发和试验需求,设计和搭建了基于CAN总线通讯交互的电池热管理系统试验台架。通过高温US06工况和低温NEDC工况电池热管理试验研究表明,该试验台架功能运行正常,电池包设计符合热管理要求。并初步验证了电池热管理基本控制策略的正确性,为后续整车级电池热管理标定试验和策略优化提供依据。     

动力电池包热管理设计与优化分析

针对动力电池包热管理中系统温度不均匀的问题,本文以某款液体循环冷暖一体化热控方式的电池包为研究对象,通过Ansys-fluent对其液冷回路进压降仿真,并优化液冷回路,最后通过实验验证优化前后系统的散热/加热性能,得出流量均匀性越好在液冷和液热时,电池包内电芯间的温差越小,散热以及加热效率更高.为后续热管理设计可将流道...     

低温工况下液冷一体化电池包的热性能优化研究

某项目采用高集成度的液冷一体化电池包。由于采用液冷板替代箱体底板,其低温加热和保温性能都受到了影响。利用仿真工具对电池包的传热路径进行了分析优化,比较了3种不同流道走势、不同保温系数和不同进口工质温度对电池包在低温加热、保温及慢充工况下的影响。结合台架试验和整车试验,证实了最优化热管理方案,改善了电池包在低温工况的热性能。     

混合动力汽车用锂电池组温升控制策略研究

为解决锂电池组热失控问题,采用逻辑门限值法设计了温升控制策略,并基于AMESim与MATLAB/Simulink的联合仿真调试,对锂电池组在不同道路工况和不同环境温度下的最高温度及电芯间最大温差进行了研究,仿真结果表明,设计的温升控制策略能保证锂电池组最高温度≤45℃,电芯间最大温差≤5℃,达到了预期的控制目标,具有一定的可行性,有利于保证锂电池组的高性能、长寿命、低危险运行。     

锂离子电池组散热设计及送风策略

通过实验研究了锂离子电池1C倍率放电,20℃自然对流情况下的温升特性。测得了20℃环境温度下电池的充放电内阻特性,并根据某品牌18650型锂离子电池的物性参数以及实验测得的内阻数据建立了电池单体仿真模型,仿真计算了与实验同工况下的温度分布情况,最大误差4.9%。设计了一种包含480节电池的并行通风空气冷却散热结构,并通过正交试验进行了优化,得到了进出风孔距电池的最小距离1mm,上挡板距离电池的最小距离1mm,下挡板距离电池的最小距离1mm的最优结构,使电池组的最大温升下降了5.71℃,最大温差降低了5.06℃。并基于最优结构给出了120s后每60s改变送风方向的往复送风策略,使电池组即使在40℃、2C放电的恶劣工况下也能够工作在25℃-40℃,电池单体温差5℃以下的工作环境中。     

一种车用锂离子电池包的充放电热特性研究

文章针对一款车用三元锂离子电池包在0.3C倍率下的充放电热特性进行了研究,对电池包的产热和散热机理进行了理论分析,对Bernardi单体电池产热模型中的温熵系数进行了参数选择,分析了该电池包在自然散热情况下的温度分布并对相关参数进行了标定,建立了电池包在0.3C倍率下的温升模型,并通过充放电实验进行验证。实验结果表明,在0.3C倍率下,电池包温升的模型估算值与实际值的最大误差在0.5℃以内,且变化趋势相符合,能够满足工程应用需求。     

新型冷却结构在电池热管理中的分析与优化

针对传统液冷电池包内电池组散热不充分及表面温度一致性较差的问题,本文设计了一种基于风冷和液冷耦合 冷却策略的新型电池包结构,利用Catia软件建立三维模型并运用Fluent软件进行仿真,研究结果表明,相较于单一液冷 结构在2 C和2.5 C放电倍率下存在电池组过热问题,风冷液冷耦合的冷却结构在不同放电倍率下将最高温度和最大温差 分别控制在45 ℃和5 ℃以内。探究了不同流体进口速度对电池组散热的影响,并选取风速5 m/s,冷却液流速0.5 m/s的 最佳配合,在此基础上对流道进行针对性的优化,优化后电池组在同一工况下最高温度从27.95 ℃下降至26.82 ℃。这种 新型结构将为后续的电池的热管理设计提供新思路。     

车用电池箱液冷系统仿真设计

电池包的热管理系统是电动汽车和混合动力安全有效行驶过程中必不可少的辅助系统。本文分析电池工作环境,总结了其设计要求,以某新能源科技有限公司生产的高性能镍氢动力电容电池-NMCH300S为例,运用三维建模软件设计出了电池包的机械结构,并利用有限元ANSYS软件计算出危险点位置,用第四强度理论校核了最危险点强度满足设计要求,使仿真设计起到减少试加工成本的作用。     

动力电池系统热管理仿真分析及设计优化

为提高锂离子动力电池的工作温度区间,保障电池的动力输出,需要在电池系统端进行有效的热管理设计。文章主要通过CFD热仿真技术分析了在不同实验工况下电池单体内部生成热、模组在加热及散热时的温度场分布,并通过对比分析不同散热结构的仿真结果,来优化电池内部散热结构的设计。整车的冷却实验验证结果也表明该设计可以有效地保障电池工作合理的温度范围内。     

电池模组热扩散精准建模及高效仿真研究

电池系统热失控扩散仿真是电池系统研发过程中的重要环节,其结果能够为电池系统安全设计优化提供指导建议。因此,在满足系统模型精度的前提下,为大幅提高研发效率,非常有必要对热失控扩散的数学模型进行合理简化。本文采用“单体-模组”的研究思路,基于传统热失控试验和数值模拟的结果,构建了以归一性生热方程为核心的简化电池模组热失控扩散模型,研究模型准确性及计算效率。结果表明：简化模型的计算时间为37 min,而相同条件下传统模型的计算时间为90 min左右,在模型精度达到90%的前提下,计算时间缩短了约2/3,显著降低了计算成本。本文的研究对电池包级别的热扩散高效快速仿真提供技术参考。     

基于热平衡法的方壳电池电芯温度预测模型

据不完全统计，电动汽车大多在充电过程中发生自燃，如何在热失控前通过温度进行预警显得尤为重要。针对方形锂离子电池，构建了适用于嵌入式应用的电芯温度预测模型。通过试验精准测量电池各项热物性参数，对电池表面和电池卷芯分别进行热平衡分析，建立不同的能量守恒方程，对电池进行网格划分，进一步构建电池三维温度预测模型。仿真结果表明，热平衡模型不仅能够预测出电池每一部分的温度，而且预测的电芯温度误差不超过0.35 ℃，对快充条件下的电池温度预测有重要意义。     

基于高比能21700圆形电芯的电池系统安全研究

热失控安全是当下高比能电池及长里程电动汽车产业化必须解决的核心命题。历经十年，江淮汽车基于小容量圆形电芯，研究了热失控发生机理，从电池系统安全设计与验证角度论述热失控防护方案与五层次验证方案，目标实现一颗电芯定向爆喷，模组不发生热扩散，电池包及整车不失火，形成了简称“蜂窝电池”的系统解决方案。基于加热法开展的大量热失控试验验证和市场应用的车辆安全大数据案例分析，实证了“蜂窝电池”热失控防护技术的有效性。     

三元锂电池包的安全新解

挑战针刺不起火一根钢针检验了三元锂电池包的安全新答案。近日,广汽埃安正式发布弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),宣告在行业内首次实现了三元锂电池整包针刺不起火。发布当日,广汽埃安用视频全面展现了试验过程。热事故信号发出5分钟后,电池包仅有短暂冒烟、无起火和爆炸现象。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温……在中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强带领团队进行的针刺热扩散试验中,弹匣电池整包针刺后只有被刺电芯模块热失控,没有蔓延到其他电芯。打开电池整包内部结构完好。