電動汽車用鋰離子動力電池包熱管理仿真技術(shù)，提升企業(yè)模型通用性

2024-07-18 14:16:34來源：智能制造網(wǎng)整理閱讀量：77 評論

導(dǎo)讀：作為新能源汽車的核心組件，車用鋰離子動力電池特殊的物理特性決定其熱特性，不僅影響電池的性能、壽命、安全，同時(shí)也影響著能量使用效率以及成本。

　　鋰離子動力電池包熱管理分析是整車開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)驗(yàn)證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，基于熱、CFD 的熱管理仿真技術(shù)大量的應(yīng)用于車用電池包前期開發(fā)驗(yàn)證中，以縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。作為新能源汽車的核心組件，車用鋰離子動力電池特殊的物理特性決定其熱特性，不僅影響電池的性能、壽命、安全，同時(shí)也影響著能量使用效率以及成本。

　　為規(guī)范鋰離子動力電池包熱管理仿真，提升企業(yè)模型通用性，推進(jìn)行業(yè)整體發(fā)展，助力我國制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，整車及電池包的熱管理設(shè)計(jì)、制造及驗(yàn)證，在整車開發(fā)過程中至關(guān)重要。

　　然而，因?yàn)闊峁芾矸抡嬖O(shè)計(jì)的因素眾多，目前各企業(yè)，包括整車廠及動力電池廠因采用的仿真軟件以及操作指南、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)存在很大的差異，造成最終結(jié)果的差異，這就造成產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及模型傳遞及使用過程的阻礙及結(jié)果不一致的錯(cuò)誤。

　　因此，急需結(jié)合電池及電池包自身特性、從綜合性、實(shí)用性角度開展電動汽車用鋰離子動力電池包熱管理仿真技術(shù)規(guī)范，以規(guī)范建議形式引導(dǎo)行業(yè)熱管理仿真的統(tǒng)一規(guī)范性發(fā)展。

　　日前，由國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責(zé)任公司提出，中國工業(yè)合作協(xié)會歸口，廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、欣旺達(dá)動力科技股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司等組織共同參與編制了《電動汽車用鋰離子動力電池包熱管理仿真技術(shù)規(guī)范》，其規(guī)定鋰離子動力電池包三維熱管理仿真的通用流程，包括幾何處理、網(wǎng)格控制、邊界條件處理等技術(shù)處理內(nèi)容。

　　電動汽車用鋰離子電池包熱管理仿真流程主要包括仿真目標(biāo)、仿真規(guī)劃、模型幾何處理、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理、熱管理策略處理、計(jì)算、后處理。其中，仿真目標(biāo)為液冷型車用電池包三維高精度多工況熱管理設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證，涉及物理場主要包括電池產(chǎn)熱、匯流排歐姆產(chǎn)熱、固體熱傳導(dǎo)、流體計(jì)算、熱交換等。

　　模型幾何處理中提到幾何構(gòu)建，即電池包內(nèi)部大的空氣域，進(jìn)行實(shí)體建模，包括壓鑄類中空零件內(nèi)空氣，如不確認(rèn)影響程度，采用分析流程A.3進(jìn)行辨識。根據(jù)實(shí)際情況區(qū)分固體空氣域和流場空氣域。

　　電芯幾何處理要求，則無論是方形、圓柱、還是軟包，電芯結(jié)構(gòu)主要由芯胞、外殼、匯流組件構(gòu)成，為保證準(zhǔn)確定，減少計(jì)算資源，將電芯簡化處理成外殼、芯胞、匯流組件，確保產(chǎn)熱、傳熱的準(zhǔn)確性。

　　對于其他，如零部件與零部件之間的接觸設(shè)置，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)拓?fù)涔蚕恚詼p少網(wǎng)格及接觸，提高計(jì)算效率，存在接觸熱阻零部件需進(jìn)行接觸熱阻設(shè)置。

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