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紫荆清语仿真能力简介-电池包

文字:[大][中][小] 2018-9-19    浏览次数:1408    

紫荆清语仿真能力简介-电池包


        新能源汽车目前最大的威胁,不是补贴退坡,而是连续不断的起火事故。2018年,电动汽车确实有点“火”。根据不完全统计,2018年上半年,电动汽车发生过10起燃烧事故。新能源汽车着火事件的增多,和补贴政策提高能量密度要求,有直接相关性。根据相对安全的原则,这就意味着要有更加安全的保障措施,要有更加有效的温控系统,特别是动力电池包的检测要有更加严格的要求。

       苏州紫荆清语仿真科技有限公司的电池包仿真能力在行业内处于领先地位。以下结合几个案例,介绍一下为紫荆清语电池包的仿真能力:

(图形设计保密,模糊处理)




动力电池热管理系统设计案例-特斯拉

 


特斯拉在Roadster、Model S、 Model X中使用的松下生产的18650电池,其冷却方式如左图所示,85KWh和90KWh电池包均采用一根管道串联绕过多个模组。特斯拉最新电池系统P100D,则采用下图所示的冷却方式,两根管路并联。预计Model 3中2170型号的电池热管理方式与P100D相同。



动力电池CFD分析案例

案例一( 2014~2015年)

一、分析工况


二、仿真模型

仿真计算模型通过CATIA软件进行建模,在仿真建模过程中,保留了模组、模组安装支架、上下壳体等部件。简化了线束、BMS等部件。

简化后电池包3D模型和电池包网格模型


三、仿真结果-1C快充@38℃


¬ 1、充电完成后,电池最高温度为49.02℃,最低温度为47.340℃,平均温升10.5℃,系统温差为1.68℃。充电结束,电池温度未超过电池工作温度限值。

¬ 2、温度最高点出现在电池包前端中间模组,由于该位置模组为2P6S,Y方向模组数量为12个,同时,该位置模组中的电芯在Y方向上导热系数为1,因此Y方向上散热效果较差,导致模组中心位置温度较高。


三、仿真结果-1C快充@38℃

        由上图可知电池温升处于线性状态。可以说明高温充电过程中,车辆处于静置状态,电池包和外界环境热交换较小,几乎不影响电池的温度分布。


三、仿真结果-NEDC工况@38℃

电池最低温度为43.267℃,最高温度为48.143℃,未超过电池包工作温度限值,系统温差为4.876℃。



三、仿真结果-低温加热@-15℃

¬ 1、系统最低温度点出现在中间模组和后排下层两侧模组边缘,系统最高温度点出现在模组下方靠近加热膜位置,系统温差为3.365℃,满足要求。

¬ 2、将电芯从-15℃加热到5℃需要9659s。随着加热时间的增加,系统温差逐渐增加,但在许可温差范围内。


案例二(2016年)

二、仿真模型

仿真计算CAD模型通过CATIA进行建模,前处理在hypermesh中完成。仿真建模保留了模组、模组安装支架、上下壳体、冷却管路、导热硅胶、铜排等部件。简化了线束、BMS等部件。

简化后电池包3D模型和电池包网格模型

三、仿真结果(市区工况@25℃)

模组

电芯


环境温度为25℃,电池表面的温度随着运行工况中放电功率的变化而变化,最高温度值为34.2℃,温度上升9.2℃。

根据上图可以看出,靠近电极和模组中心的位置,温度比较高;模组电池底部贴近冷水板,因此底部中心的位置温度比两侧低。



三、仿真结果(低温加热@-30℃)

模组

电芯


环境温度为-30℃,电池表面的温度随着时间逐渐升高,加热一小时以后最高温度达到40.56℃,最低温度为5.61℃。端板铝材具有很好的导热性能,因此模组两端的电池温度明显高于模组中间的电池。



案例三(2018年)



二、分析结果

各模组平均温度

各模组最高温度

各模组最低温度

模组上表面温度云图(℃)

模组下表面温度云图(℃)


模组Y截面温度云图(℃)



模组Z截面温度云图(℃)




      对于新技术,无法苛求100%的不出意外,而是把意外的后果降到最低。而在新能源汽车上,则要在设计上考虑,在电池包的检测上一定要谨慎,在出现事故时,100%保证人身安全。


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