电动车电池包热管理分析.pptx

Car industry mutationSource: N今天的技术挑战车辆电气化的一个关键因素是电力储能技术.多种锂电池的化学体系可供选择. 考虑到应用场合，选择一款适合的锂电池考虑到产品的应用要求，一下几点要注意:产品应用特点决定电池的选择电池包尺寸电池包热管理设计电池包寿命对系统性能的影响校正电池包的工作温度是最基本的要求，因为它会影响:电池包性能(功率和容量) 充电接收(制动能量回收阶段) 寿命周期安全性车辆操作和维护成本.CAE 特别适合用于设计合适的冷却系统，以此保证:电芯和模组的温度一致性保证电池包温度在安全范围内分析冷却系统效率电池包的轻量化 最主要的输入条件是? 电芯及电池包产生了多少热量？锂电池包的CAE仿真Q+Tab传统方法Q-Tab设定电芯或电池包的发热功率是均一分布的发热功率值一般为常数/方程/表格发热功率一般不受温度影响Q11Q12QQ21STAR-CCM+ BSM 方法Qij电化学求解器和流场温度场求解器耦合计算集流体上的电流分布遵循泊松方程电芯的电压、SOC、发热功率在空间上是非均一分布的温度对电芯性能产生影响，包括对发热功率的影响Qnm两种仿真方法比较8 度4 度单电芯基于传统和BSM方法的计算比较4C 放电100% SOC到 0% SOCSTAR-CCM+一个软件完成耦合计算，BSM模块的求解器计算电化学，流体求解器计算流场和温度采用瞬态双向耦合模式，精确计算热源在电芯上的空间分布及随工况/时间的变化，发热功率和电芯温度之间的互相影响BSM模块自动生成电芯的标准几何模型，并便捷的组合成电池模组整个设置流程高度定制化STAR-CCM+ Battery Simulation Module 热源分布电化学性能计算流体温度场分析温度分布Electrical SolutionThermal Solution每个迭代步耦合方法Wide Length Scale Solution电池包设计通过流场、温度场和电化学的耦合分析，实现对电芯、模组及电池包级别的详细分析微观结构电化学通过SEM生成电极几何模型新的电池设计理念电芯设计及虚拟测试通过详细的几何设定和电化学模型参数定义，对电芯进行精确性能模型和设计全系统设计– LMS Amesim将模组或电池包的3维分析连接到复杂的动力总成系统模型中西门子电池模拟解决方案STAR-CCM+ BSMBDSTBM fileSHAREBUILD MODULECHARACTERISE3D cell3D moduleShare cell dataCell DesignModelsCOMPUTEANALYSEMESHDedicated Post-ProcAutomatedElectro/Thermal simulation耦合分析流程Designed novel liquid coolant based thermal systemPredicted sensitivity of thermal performance to contact resistanceReduced thermal variation inside batter packExamining tradeoff between pressure loss on coolant system to temperature uniformityVolumetric Heat Rejection and Jelly Roll Temperatures are generated inside the pack.Thermal systems is critical for high performance and long battery back life.Simulation helps maintain batteries in narrow temperature range“An efficient thermal management system is required to maintain battery temperature in a narrow range for electric vehicles”Samsung SDISTAR-CCM+ 改进电池包冷却设计国外分析案例水冷电池包内部流场分析结果电池表面温度对比电池模组电压对比水套换热功率对比国外分析案例结果对比：Battery Module SpecificationsCellModule Cell AssemblyNominal VoltageNominal CapacityEnergyDimensionsCoolingElectrical InsultationPouch Cell NMC/LMO-Graphite14S2P50