電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(BTMS)，是用來確保電池系統(tǒng)工作在適宜溫度范圍內(nèi)的一套管理系統(tǒng)，主要由電池箱、傳熱介質(zhì)、監(jiān)測設(shè)備等部件構(gòu)成。

溫度對動(dòng)力電池整體有非常顯著的影響，一般要綜合考慮溫度對電池性能、壽命和安全的影響，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)需要維持電池處于最優(yōu)工作范圍，獲得性能和壽命的最佳平衡。

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)有如下幾項(xiàng)主要功能

(5)保證電池組溫度場的均勻分布

電動(dòng)電池作為電動(dòng)汽車的唯一動(dòng)力來源，是影響電動(dòng)汽車性能的重要指標(biāo)，電池必須滿足性能要求才可以保證正常的行駛。

二、 電池?zé)峁芾砉こ處煹墓ぷ鲀?nèi)容

1、協(xié)同進(jìn)行電芯或模組的選型、熱管理性能評估及設(shè)計(jì)目標(biāo)確認(rèn)

• 評估電芯模組的高低溫性能_容量衰減、能量衰減、循環(huán)壽命、發(fā)熱特性等；
• 明確電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)_最高溫度、最低溫度、電芯溫差、電池保溫性能、升溫速率等；

2、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)一水冷電池包為例

• 電池冷板設(shè)計(jì)一流道設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等；

• 保溫(外部保溫)，導(dǎo)熱(導(dǎo)熱墊)和其他散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

3、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)溫度計(jì)算、熱行為識(shí)別算法

• 電池冷板水溫流量需求、充放電倍率邊界等；

4、試驗(yàn)策劃實(shí)施—電芯臺(tái)架試驗(yàn)、整包臺(tái)架試驗(yàn)、整車標(biāo)定試驗(yàn)

三、 電池?zé)峁芾砉こ處熜枰莆盏募寄?/strong>

技能工具的使用：

• 3D建模工具— catia，UG， Solidworks
• CFD仿真工具—star-ccm 、 fluent、ansa、 hypermesh
• 1D仿真工具— Flowmaster、KULI、GT- SUITE
• 報(bào)文采集及曲線分析 c****yzer， contest

• 開發(fā)標(biāo)定工具—C語言， Matlab，INCA等

四、 電池?zé)峁芾砉こ處煹穆殬I(yè)發(fā)展前景

1、普通工程師

• 工作1~3年，參與1~2款電池包熱管設(shè)計(jì)；

• 熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)工具、仿真軟件和試驗(yàn)方法；熟悉電池性能和成組要求；

2、資深工程師

• 工作3~5年，主持5款以上電池包熱管設(shè)計(jì)

• 能獨(dú)立負(fù)責(zé)供應(yīng)商管理交流、負(fù)責(zé)SOR發(fā)放、制定相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；對行業(yè)新的技術(shù)發(fā)展方向有一定了解

3、專家工程師

• 工作5~10年，參與3款以上電池包熱管設(shè)計(jì)

• 可以獨(dú)立負(fù)責(zé)方案制定、性能定義，解決復(fù)雜技術(shù)問題；對行業(yè)型的技術(shù)發(fā)展方向有深入了解。
  

五、 動(dòng)力電池?zé)峁芾矸抡?/a>和設(shè)計(jì)

如上，你是屬于那類熱管理工程師呢？熱管理工程師的基本工作基本分為兩大塊，一塊是熱管理仿真工作，另外是熱管理設(shè)計(jì)工作。

熱管理仿真工作， 常用star-ccm 、 fluent作為仿真的工具，但是在利用仿真軟件在劃分網(wǎng)格時(shí)，效率比較低。如利用star-ccm 劃分網(wǎng)格時(shí)容易出現(xiàn)穿刺面，處理比較麻煩，這時(shí)可以利用ANSA或者h(yuǎn)ypermesh進(jìn)行網(wǎng)格前處理。在模型的簡化時(shí)可以利用ANSYS-SCDM對三維模型進(jìn)行簡化再進(jìn)行網(wǎng)格前處理。見下文網(wǎng)格和仿真溫度云圖。

下面簡單講解一下仿真流程： 電池?zé)峁芾鞢FD分析，采用流-固耦合分析方法。

1、幾何模型簡化

幾何模型簡化是否合理直接影響到計(jì)算量大小以及模型計(jì)算精度，具體模型簡化復(fù)雜程度，需根據(jù)分析目的、 熱管理方案、計(jì)算資源、任務(wù)周期等綜合考慮。
一般簡化規(guī)則為：根據(jù)分析目的，盡可能保留對傳熱影響較大的零部件和特征，忽略對傳熱影響較小的零部件和特征。總結(jié)以下幾點(diǎn)供參考:

• 對自然冷卻電池電池包，需考慮空氣傳熱影響，保留箱體、電池模組結(jié)構(gòu)等；
• 去掉 螺栓、連接件、線束等對傳熱影響較小的零部件；
• 對圓角、螺栓孔等細(xì)節(jié)特征進(jìn)行簡化處理；
• 對于完全對稱模型可考慮對稱建模；
• 去掉固定連接組件、底部泡棉支撐等對傳熱影響較小部件，

• 去掉水冷板內(nèi)部對體網(wǎng)格質(zhì)量影響較大的尖角、圓弧面等細(xì)節(jié)特征。

2、網(wǎng)格模型建模

Hypermesh或者ANSA中對模型劃分面網(wǎng)格，網(wǎng)格需盡可能保持簡化模型的所有特征

合理選擇網(wǎng)格劃分方法，如有圓弧面的特征可通過surface deviation控制保持圓弧面曲率；合理設(shè)置網(wǎng)格尺寸大小，保持網(wǎng)格質(zhì)量同時(shí)盡量減小網(wǎng)格數(shù)量；面網(wǎng)格生成完成后檢查網(wǎng)格質(zhì)量，重點(diǎn)檢查最小網(wǎng)格尺寸，避免有<0.2mm等非正常網(wǎng)格特征；

面網(wǎng)格重構(gòu)：合理設(shè)置網(wǎng)格尺寸，可局部控制部分細(xì)節(jié)特征，保證重新生成面網(wǎng)格質(zhì)量合格，網(wǎng)格數(shù)合理；生成體網(wǎng)格：設(shè)置流體邊界層，可選擇切割體網(wǎng)格或多面體網(wǎng)格兩種網(wǎng)格生成方式；一般幾何規(guī)則模型可考慮選擇切割體網(wǎng)格，幾何復(fù)雜，曲面較多的模型選擇多面體網(wǎng)格。

3、熱模型建立

流場分析：在電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行流場分析，得到在不同流量下冷卻系統(tǒng)的流阻特性、流量分配 等信息，用以初步評估冷卻系統(tǒng)冷卻均勻性，并為水泵選型和匹配作參考。

放電工況分析：放電工況目前只含高溫高速工況一項(xiàng)，即對電池在高溫狀態(tài)下工作進(jìn)行仿真模擬，評估冷卻系統(tǒng)性能，以及 電池最高溫、溫差等指標(biāo)。

充電工況分析：充電工況包括高溫快充、常溫快充、低溫快充、低溫慢充等，主要用于評估在不同溫環(huán)境條件下，電池的充 電特性以及溫度、溫差等熱管理指標(biāo)。

熱管理設(shè)計(jì)工作，主要對熱管理設(shè)計(jì)過程中的主要的熱管理零部件熟悉，難點(diǎn)就是怎么利用這些熱管理零部件去實(shí)現(xiàn)電芯在適宜溫度區(qū)間工作。如下圖是某款乘用車pack簡化后的爆炸圖。熱管理系統(tǒng)采用4條并聯(lián)型材 FSW工藝鋁板，內(nèi)部流道沖壓成型，結(jié)合導(dǎo)熱墊、隔熱墊、尼龍管加快捷插頭的形式，搭建了整個(gè)熱管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

六、快速成為合格工程師的通道

那么作為一個(gè)剛剛畢業(yè)進(jìn)入到新能源工作的同事，或者說在校生有從事新能源熱管理工作的同學(xué)，如何在最短的時(shí)間內(nèi)能達(dá)到一名普通的工程師呢？新能源動(dòng)力電池?zé)峁芾矸抡婧驮O(shè)計(jì)涉及面廣、難度大，僅理論基礎(chǔ)就涉及傳熱學(xué)，熱力學(xué)，流體力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)，電化學(xué)，電池基礎(chǔ)知識(shí)等。對一個(gè)新手來說，很難在短時(shí)間內(nèi)，涉及到多個(gè)領(lǐng)域去學(xué)習(xí)。 如果靠自己摸索，從新手到能獨(dú)立建立動(dòng)力電池?zé)岱抡婺Ｐ突蛘咴O(shè)計(jì)熱管理系統(tǒng)，將會(huì)是一個(gè)漫長的過程。

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同時(shí)本人也在技術(shù)鄰平臺(tái)更新新能源動(dòng)力電池?zé)峁芾矸抡婧驮O(shè)計(jì)課程如下
1、 基于starccm+在動(dòng)力電池?zé)峁芾矸抡婕夹g(shù)應(yīng)用、

2、新能源汽車PACK熱流體仿真進(jìn)階20講

3、新能源動(dòng)力電池?zé)峁芾碓O(shè)計(jì)入門到進(jìn)階23講