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。     

汽车动力电池系统防爆阀的选型与理论计算

电动汽车频繁发生的起火爆炸现象一般是由锂电池系统内部的热失控现象导致的,其危害较为严重,应当引起汽车电池制造商的高度重视.安装防爆阀是一项行之有效的抑制热失控和热扩散现象的被动防御措施.防爆阀的核心作用是在电池系统内部发生热失控后能快速地将电池包内部的有毒可燃气体排到外部环境中,降低电池包内部的压力,从而防止电池包爆破...     

冷却液溢出问题研究

文章主要针对试验过程电池包液冷板冷却液上涨的现象进行研究,结合微观检测和观察,对冷却液上涨现象进行了原理上的分析。现象表明,冷却液液位上升的直接原因是液冷系统产生气体。通过对冷却部件级验证确认气体产生来源于电池包内部。通过对不同材料,不同焊接方式及不同冷却液进行试验,判断焊接部位与产气现象关联性较大。最后对产气原理进行了分析,指出了产气现象出现的多种可能。     

浅谈CMD在动力电池包上的被动安全功能

提出一种带有凝露控制系统（CMD,Condensation Measurement Device）、压力平衡、防爆及快速泄压功能的组件,应用于新能源车动力电池包。大部分电池包使用透气膜组件来解决压力平衡问题,透气膜片能够阻挡液态水的侵入,但是无法阻隔空气中的水分子进入到电池包内,因此无法帮助控制电池包内部的空气湿度。电池包热管理系统中液冷是目前的主流技术,并且随着电池包能量密度的提升和快速充电的技术要求,液冷板的使用量成倍增加。若电池包内空气湿度过大时冷却系统启动,冷却板外壁和裸露金属导体表面以及pack内表面极易产生冷凝水。电池包内冷凝水无法排出所致的长期潮湿环境,可能造成电池包内温度传感器的零点漂移以及零件腐蚀老化和绝缘下降造成短路或高压系统拉弧,影响动力电池包的供电可靠性,严重时可能引起电池包安全故障,因此解决电池包冷却系统诱发冷凝水的问题十分重要。     

动力电池包的挤压分析研究及应用

文章基于显式动力学理论深入的展开了电池包挤压分析方法研究,并通过仿真分析试验对标,建立了合理准确的有限元分析模型;通过挤压仿真分析结果对电池包结构进行了优化设计,并通过台架试验验证了有限元模型与试验结果良好的一致性,降低了某车型电池包挤压试验失败的风险,通过文章研究建立了合理准确的电池包抗挤压性能分析方法,提高了电池包的自主研发能力。     

纯电动汽车动力电池包结构轻量化设计

为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%,且动态性能得到明显改善。对优化后的电池包实体进行安全性能测试,结果表明,电池包各项安全性能指标均满足国家标准要求,优化设计方案具有可行性。     

动力电池热安全虚拟开发

围绕常规预防和应急管控两个维度,建立动力电池热安全虚拟评估方法。常规预防从电热水冷入手,通过CFD流场分析,优化电池包冷却系统性能,通过流固气多物理场耦合分析,对电池包进行温度场分析。针对电池包的使用工况,研究电池包内温度积聚和热量传递,优化电池包热管理控制策略,提升电池整包性能。应急管控基于能量流理念,关注热失控后电池包内的热量传递路径,实现电池热扩散虚拟分析,评估热扩散安全策略的有效性,优化热失控阻隔方案;评估热失控后系统的功能安全,提升电池包热扩散安全性。     

基于有限元仿真的电池包机械冲击分析

以纯电动汽车的电池包为研究对象,通过GB 38031-2020确定其冲击载荷,进行有限元分析。利用OptiStruct对电池包进行瞬态响应计算,结果表明在7 ms时,电池包的吊耳及螺栓处的最大应力为167.5 MPa,小于材料抗拉强度270 MPa,符合设计要求。在开发初期应用有限元分析方法进行电池包的瞬态响应分析,有利于缩短电池包设计周期并降低成本。     

随机振动与冲击条件下电动车电池包结构响应分析

为提高电动汽车电池包结构安全性和电连接可靠性,更好地预判和分析电池包结构损伤和电接触可靠性,建立了电池包精细化模型,通过电池包模态试验验证了模型的有效性;从应力值和加速度两个方面分析了电池包在稳态随机振动和瞬态冲击下的结构损伤和电接触可靠性。结果表明,电池包整体模态对触点的动态响应影响很大;同一振动工况下不同位置触点的应力和加速度都很不均匀;冲击工况产生的交变应力比稳态工况对电池包造成的结构伤害和对内部电触点可靠性的影响都更大。分析结果可为电池包安全性设计、接触保护设计和疲劳寿命预测等提供参考。     

动力电池包载荷谱虚拟迭代分析

采用ADAMS建立车身-电池包刚柔耦合多体动力学模型以及电池包系统的六通道虚拟试验台。基于电池包实测载荷谱,通过虚拟迭代分析,各通道的相对损伤值接近1,验证了迭代计算的收敛性。研究方法对电池包的结构疲劳分析和振动响应特性研究具有重要的参考价值。     

基于STAR-CCM+的电动车液冷动力电池 包热管理仿真分析

为提高动力电池包的温度一致性,基于STAR-CCM+对其液冷板流场及电池包温度场进行计算流体力学仿真分析。通过优化液冷板各汇流管管径,减小了各板间的流量偏差,使得最大流量偏差为9%。进而分析电池包温度场,结果表明,模组间最大温差为2.2℃,优化汇流管管径可以有效提高电池包的温度一致性。     

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。     

新能源汽车电池包箱体结构的轻量化研究现状

通过分析现有电池包箱体的研究状况,对电池包箱体的材料选择、结构设计和制造技术进行了梳理.在选材上,轻质合金箱体是目前电池包箱体轻量化的主要用材;在结构设计上,箱体的耐撞结构、加强筋和内部模组隔板是设计时考虑的重要因素.最后,提出车身-底盘电池包结构一体化、一次成型和连接技术轻量化将是电池包箱体结构设计的主要趋势.     

纯电动汽车电池包轻量化设计综述

纯电动汽车因其清洁、无污染的特性,成为各国研发的重点方向。其电池包是整车的核心部件,起承载和保护动力电池组的关键作用,其结构设计的轻量化是汽车轻量化、提升续驶里程的关键途径。电池包服役过程中需承受来自地面的各种冲击载荷,箱体结构的强度、刚度及安全性等均会对电池包性能产生影响。通过总结不同品型电池包在结构设计、材料选用、静态特性和动态特性 4个方面的性能参数,从这 4个方面比较了不同轻量化设计电池包对材料的性能要求,评估了不同材料的轻量化效果,为选用合适的轻量化材料用于电池包的结构设计提供参考和理论指导。     

新能源重型载货汽车动力电池布置及其模块化设计

为提高电池包在整车布置上的适应性,符合批量生产的客观要求,提出了一种电池包模块化开发流程。首先,对国内整车电池的布置方案进行对比分析;然后结合整车需求及电池包布置位置,参照国内主要竞品参数及工况条件,以电池包模块化开发为指导原则,形成适用于纯电动及混合动力车型电池包开发的概念方案;最后,展示电池包实物成果证明方案的可行性与实用价值。此方案对电池包设计有借鉴意义。     

纯电动汽车电池包壳体轻量化材料应用及研究进展

电池包能量密度的提升是增加电动车续航的关键,降低电池包壳体重量能有效提升电池包能量密度。电池包壳体分为下壳体和上盖,对高强钢、铝合金、SMC、碳纤维复合材料等轻量化材料在电池包壳体上的应用情况进行了综述,浅析了不同材料和工艺在应用中的优缺点,并对电池包壳体轻量化材料的最新研究进展和未来发展的技术路线进行了简介。     

关于某电池包的模态分析优化及试验验证

根据电池包安全性能要求,需对电池包进行振动试验以验证该电池包结构及性能的可靠性。现对某电池包进行振动试验后,发现在20～24 Hz时模组及模组固定支架附近发生共振现象,基于该问题现对该电池进行结构模态分析,并调整结构以寻找解决方案。     

CEVE安全评价方法及结果分析

安全是中国新能源汽车评价规程（CEVE）三个维度之一,也是新能源汽车最关键最重要的指标。基于消费者使用场景,通过对整车使用安全及其安全处理机制、电池包IPX9 防水、电池包底部球击安全、电池包高低温充电安全等方面开展测试评价方法的研究,评估车辆在耐环境性、误操作防护和事故中对乘员的保护能力;同时对车辆安全核心部件动力电池包在机械滥用、电滥用和热滥用三个角度进行全方位的测评研究,评估动力电池包的安全性。测评研究结果以直观量化形式发布,为消费者提供参考,引导企业对产品进行优化升级,促进新能源汽车更安全、更高效的发展。     

连续纤维复合材料电池包上盖的设计研究

轻量化技术可有效提高新能源汽车续航能力和驾驶性能,已被广泛应用于汽车的生产制造中。连续纤维复合材料在比强度、比刚度、热膨胀系数与抗疲劳性能等方面比传统金属更具有优势,开启了轻量化新时代。文章以新能源汽车核心部件电池包为研究对象,基于高压树脂传递模塑成型（HP-RTM）工艺,根据碳纤维复合材料与玻璃纤维复合材料的材料特点,对电池包上盖进行了轻量化设计。通过结构优化、工艺优化、连接方式优化等技术手段完成了电池包上盖的轻量化量产方案。电池包样机测试结果表明,采用碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料制作的电池包上盖可以有效提升电池包结构的强度、刚度以及耐疲劳性,综合减重达50%以上。文章所述的连续纤维复合材料轻量化设计方案也可为汽车其他零部件设计提供指导。     

动力电池充电自燃的自动灭火系统设计

基于STC89C51微处理器为核心的单片机,设计开发了一种针对电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统。通过温度传感器实时监测动力电池包周围的温度,当电动汽车充电过程中出现电池热失控导致动力电池包温度超过安全温度时,控制系统发出相应的控制指令自动开启灭火装置,同时将温度数据传输至上位机进行显示与储存,并通过声光报警系统提醒充电站工作人员,从而降低电池包自燃后的人员伤亡与财产损失。