動力電池熱管理的案例
中汽研-基于專利分析的新能源汽車動力電池熱管理技術發展現狀分析
排名第2的發明人為伍星馳，隸屬于比亞迪股份有限公司，專利申請年大部分為2017年，研究重點集中在電池熱管理系統方案，車載空調及冷媒與電池熱管理系統的協同工作。從重點發明人的專利申請年也可以看出，2017年，動力電池熱管理技術產生了很多新變革。
3.5動力電池熱管理技術技術分布分析
動力電池熱管理技術按技術分支主要可分為液冷、風冷、導熱結構和材料、熱管理控制系統、電加熱。動力電池液冷技術是在電池包內設計換熱結構，結構外部與電池單體貼合，結構內部為換熱液體通道，將動力電池充放電過程中產生的熱量帶走或者低溫時為電池加熱，使電池工作在適合的溫度范圍內，其冷卻效果好，但由于換熱液體進入電池包內部，為系統帶來安全隱患；風冷技術是電池包內部設計有冷卻換熱風道，通過接口連通電池包外部管路，與外部冷卻風機相通形成散熱循環，風道內的風將電池產生的熱量帶走，冷卻效果較好，但次于液冷設計，其優點是成本低、安全性好。動力電池熱管理是協調控制熱管理各部件是否工作及開啟和關閉時序，并協調與駕駛艙熱管理、驅動電池熱管理系統的系統工作，適時利用車輛熱量。
以動力電池熱管理技術的研發難點為核心，綜合考慮動力電池熱管理方式、檢索可能性、行業分類習慣等因素，提出相對簡單且研發關注較低的部分，確定了電池熱管理技術的技術分支，并對技術分布進行統計，如表3所示。
展開 一文帶你了解汽車動力電池熱管理系統的類型、管理方案以及發展趨勢（內含視頻教程）
好課推薦 | 新能源動力電池熱管理設計入門23講
【技術帖】基于OptiStruct的蓄電池支架有限元分析Ansys Fluent 電池熱失控仿真實例與驗證專欄 | 新能源動力電池熱管理設計和仿真分析
熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
摘要：為延長電池使用壽命，提高電池安全性，需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作，綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后，確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析，并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前，整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件，電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響。
配置電池熱管理系統是改善電池組熱特性關鍵措施之一，系統熱管理功能包括：(1)在電池溫度較高時進行有效散熱，防止產生熱失控事故；(2)在電池溫度較低時進行預熱，提升電池溫度，確保低溫下的充放電性能和安全性；(3)減小電池組內的溫度差異，抑制局部熱區的形成，防止高溫電池過快衰減而降低電池組整體壽命[1]。
電池熱管理按照能量提供的來源分為被動式冷卻和主動式冷卻，其中只利用周圍環境冷卻的方式為被動式冷卻。隨著國家對電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高，被動式的自然冷卻技術已經不能滿足電池散熱要求。當前主要的主動式熱管理形式有空氣強制對流熱管理、液體熱管理、熱管熱管理和相變材料熱管理等，而液體熱管理受到越來越多廠商的青睞[2-4]，特別是國外車企對于液體熱管理技術研究起步早，已經取得了一定成果，國內還處于研究探索階段。公眾號-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內部流動，傳輸電池產生的熱量。報告顯示在行駛約16萬公里后，Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%～85%，而且容量衰減只與行駛里程數明顯相關，而與環境溫度、車齡關系不明顯[1,5]。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
摘要：為延長電池使用壽命，提高電池安全性，需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作，綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后，確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析，并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前，整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件，電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響。
配置電池熱管理系統是改善電池組熱特性關鍵措施之一，系統熱管理功能包括：(1)在電池溫度較高時進行有效散熱，防止產生熱失控事故；(2)在電池溫度較低時進行預熱，提升電池溫度，確保低溫下的充放電性能和安全性；(3)減小電池組內的溫度差異，抑制局部熱區的形成，防止高溫電池過快衰減而降低電池組整體壽命[1]。
電池熱管理按照能量提供的來源分為被動式冷卻和主動式冷卻，其中只利用周圍環境冷卻的方式為被動式冷卻。隨著國家對電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高，被動式的自然冷卻技術已經不能滿足電池散熱要求。當前主要的主動式熱管理形式有空氣強制對流熱管理、液體熱管理、熱管熱管理和相變材料熱管理等，而液體熱管理受到越來越多廠商的青睞[2-4]，特別是國外車企對于液體熱管理技術研究起步早，已經取得了一定成果，國內還處于研究探索階段。公眾號-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內部流動，傳輸電池產生的熱量。報告顯示在行駛約16萬公里后，Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%～85%，而且容量衰減只與行駛里程數明顯相關，而與環境溫度、車齡關系不明顯[1,5]。
展開 
新能源動力電池熱管理仿真必備技能大揭秘！(內附課程視頻)
眾所周知，新能源動力電池熱流體仿真分析，因其復雜性和廣泛性，想要從入門到精通，需要學習到每個板塊的內容，如果想要在短時間內完成，那更將是一項艱巨任務！因此對于新手來說，如果想要靠自學摸索，從新手到獨立構建熱仿真模型之路就變得尤為漫長！
因此本套《starccm+新能源動力電池熱管理仿真入門到進階》課程專為想快速入門并找到心儀熱仿真工作的人群研發，也是目前市場上唯一一套從PACK模型簡化，到熱模型構建，再至后處理評價全程詳盡的系統講解。
這段學習之旅遠不止于對SCDM/Star-CCM+軟件操作的掌握，它更是一次深入新能源動力電池熱管理仿真與設計的全面探索。通過本次系統學習，您將迅速具備獨立構建電池PACK模型及熱流體仿真分析的能力，實現職業生涯的飛躍！
新能源動力電池熱管理仿真如何快速入門
今日好課推薦：
《Starccm+動力電池熱管理CFD仿真入門到進階25講》
課程適合人群：
1.新能源行業應屆畢業生
2.熱管理領域人士（1-2年經驗）
3.跨行業轉行人員
課程學習建議：
對于剛畢業初入職場或渴望提高熱管理能力迅速成長的同學，推薦從入門課程開始，重點學習熱管理設計與仿真。根據個人對軟件的熟悉程度，靈活選擇課程，快速構建熱管理能力基礎。
有的人會問：“我是熱管理仿真工程師，為什么要去學習設計課程？”，熱管理設計與仿真緊密相連，想要成為一名合格的熱管理仿真工程師，掌握設計課程同樣重要，單一技能在職場中的競爭力有限，崗位也只能定格在評估工程師。
??相關課程跳轉：
1.
一文看懂「電池熱管理工程師」的進階路！月薪3W-6W不是夢～
2.
展開 動力電池熱管理仿真分析教程
自2019年10月10日起，我將在平臺發布《新能源汽車PACK熱流場分析進階16講》。
當前我已經更新到第15期，感興趣的朋友可以關注和訂閱，微信：fxy331386375或加動力電池交流群：701157725
一起交流學習和進步本人提供資料模型和學習答疑，希望對學習型工程師有所幫助吧！學習鏈接https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14059
一、為什么要做汽車熱流場仿真分析
動力電池是電動汽車的能量來源，在充放電過程中電池本身會產生一定熱量，從而導致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。高溫將大大降低電池的日歷壽命，從而影響到整車的性能和使用壽命。溫度過低也會使得動力電池容量下降，充電時間過長，從而影響電動車的性能。
鋰電池Pack設計中往往會借助熱流體仿真分析來輔助工程師完成pack熱管理系統設計，
借助熱流體仿真分析工具，大部分的Pack熱管理設計工作和部分測試工作都可以在電腦上完成。大量的設計、制造、測試工作可以被省略，Pack設計的成本也會大幅度下降。
本課程案例：基于目前市場上主流的動力電池的熱管理設計都是采用液冷設計，本案列以采用液冷的方式對新能動力電池進行液冷或液熱，以ANSYS-SCDM軟件做為電池包PACK建模的前處理器，以STAR-CCM+軟件作為液冷系統流場仿真和PACK熱場仿真的求解器，建立了液冷系統流場仿真和PACK熱場仿真分析模型，最終實現了動力電池在低溫停車加熱工況，常溫行車、高溫行車工況PACK內部電池溫度變化情況，提出合理的對仿真結果評估的方法
本課程不僅僅是關于動力仿真流程學習課程，同時也是對新能源汽車動力電池熱管理技術設計經驗分享課程。
展開 如何進行動力電池熱管理仿真和設計
本套課程，是目前市場上唯一一套從PACK模型的簡化原則到熱模型建立和后處理評價標準的系統講解，同時也熱管理設計的課程基于最基礎的熱設計知識，系統的講解了電池熱管理系統在設計時基本流程和設計方法，整個過程不僅僅是軟件的學習，也是對動力電池熱管理設計學習，短時間內讓你對熱管理仿真和設計分析知其然知其所以然，讓你擁有獨立建立電池PACK熱管理仿真分析和熱管理設計能力。
本人對新能源汽車有免費資料分析公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術，關注回復“1”，可領取更多熱管理方面資料。
同時本人也在技術鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設計課程如下
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講
4、 Hypermesh網格劃分-精講進階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎入門到精通50講
6、Hypermesh軟件CAE流體網格劃分CFD前處理
7、CAE | STAR-CCM+流體CFD分析零基礎視頻教程
展開 新能源動力電池熱管理方案設計
根據仿真數據快速地選擇出冷卻、加熱和保溫方式；在冷卻子系統設計階段，可以對Pack、模組或電池（帶冷卻子系統）進行熱場和流場仿真分析，根據仿真結果確定冷卻通道設計、冷卻介質、冷卻入口溫度和流量以及風扇或泵的參數等。動力電池熱管理仿真過程中前處理技術幾何清理、網格劃分、仿真邊界和熱管理策略輸入、電池模塊是仿真的難點，特別對于電池模塊的電化學仿真，關于仿真這一塊，本篇就不再詳述，本人以前寫的文章有詳細描述<一套新能源汽車動力電池熱管理熱仿真攻略>。
以上是作者對熱管理系統設計流程的一些總結，供大家學下和參考，由于篇幅有限，有更多設計討論，歡迎大家交流學習。
文末福利，關注公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術，回復1，領取新能源熱管理資料。同時本人也在技術鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設計課程如下：如需購買可添加WX：fxy33186375領取優惠券。
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
展開 一條通往合格動力電池熱管理仿真和設計工程師之路
同時本人也在技術鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設計課程如下
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講
動力電池熱管理系統性能試驗方法
本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統，商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語（ISO8713:2002,NEQ）
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分：高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal managementsystem
綜合運用各種技術手段，具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能，保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時，該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號，具備安全防護功能。通常，動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
展開 一文看懂「電池熱管理工程師」的進階路！月薪3W-6W不是夢～
PlanA：2+3+4
（Starccm+動力方向熱仿真+fluent熱仿真+結構設計基礎）
動力電池熱管理CFD仿真進階25講
Fluent動力電池pack熱管理仿真分析案例分析33講
新能源動力電池熱管理設計入門23講
PlanB：1+3+4
（Starccm+儲能方向熱仿真+fluent熱仿真+結構設計基礎）
Starccm儲能風冷/液冷系統熱管理設計策略與仿真入門進階45講
Fluent動力電池pack熱管理仿真分析案例分析33講
新能源動力電池熱管理設計入門23講
PlanC：2+1+5
（Starccm+動力方向熱仿真+Starccm+儲能方向熱仿真+結構設計基礎）
動力電池熱管理CFD仿真進階25講
Starccm儲能風冷/液冷系統熱管理設計策略與仿真入門進階45講
STARCCM+動力/儲能液冷策略/MAP快充/soc熱源實時更新仿真方法
3.有基礎的電池熱管理仿真工程師
需要提高仿真能力，并學習電池熱管理結構設計課程。
PlanA：5+6
（結構設計高階+Starccm+仿真高階）
STARCCM+動力/儲能液冷策略/MAP快充/soc熱源實時更新仿真方法
新能源汽車電池/儲能熱管理結構設計進階到高階
4.想在電池熱管理仿真工程師行業深耕
很有必要詳細了解電池熱管理結構設計的入門和高階的課程，同時需要熟悉儲能和新能源汽車電池熱管理不同軟件的仿真方法。
展開 
動力電池熱管理系統性能試驗方法
1 范圍
本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統，商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語（ISO 8713:2002,NEQ）
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分：高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal management system
綜合運用各種技術手段，具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能，保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時，該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號，具備安全防護功能。通常，動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
展開 動力電池浸沒式冷卻液的熱管理與流變動力學研究
在充放電循環中，動力電池內部高能量密度的上升往往伴隨巨量熱流的產生。若無法及時耗散熱量，局部熱點的積聚不僅會加速電池老化，在極端工況下更易引發熱失控（Thermal Runaway），導致電池起火乃至爆炸的災難性后果。因此，構建高效、安全的熱管理系統是突破產業瓶頸的核心任務。
傳統的空氣冷卻與間接式液冷存在接觸熱阻大、溫度一致性差等物理局限。浸沒式液冷技術通過將電芯完全浸沒在絕緣冷卻液中，徹底消除了固-固接觸熱阻，實現了熱量的快速傳導與吸收，是解決局部熱點問題的最佳方案。為了進一步突破碳氫基礎液體的導熱極限，引入高導熱的金屬氧化物納米顆粒制備成納米流體（Nanofluids），成為了熱管理介質的前沿攻關方向。
▲ 圖1 冷板液冷（a）與浸沒液冷（b）溫度均勻性對比
本研究以浸沒式冷卻液（以純碳氫基礎液為基底，分別添加納米氧化銅與納米氧化鋁顆粒）為對象，從流變動力學與導熱性能的雙重維度開展系統性表征與機理剖析，旨在為動力電池熱管理系統的介質選型、流道設計提供可靠的數據支撐與科學驗證方法。
原料選擇
在評估新型熱管理介質時，基礎流體的理化特性及其與納米顆粒的適配性是決定宏觀性能的核心。研究團隊選用的基礎液為高性能碳氫冷卻液，專為動力電池及數據中心浸沒式液冷設計。為確保測試基準的嚴謹性，團隊對其核心物理參數進行了詳盡測量。
展開 STAR-CCM+&Amesim聯合仿真的液冷電池包熱管理
公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術，關注，可領取更多熱管理方面資料。
同時本人也在技術鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設計課程如下
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講
4、 Hypermesh網格劃分-精講進階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎入門到精通50講
6、Hypermesh軟件CAE流體網格劃分CFD前處理
液冷電池包熱管理-基于star-ccm+＆Ａmesim聯合仿真
同時本人也在技術鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設計課程如下
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講
4、 Hypermesh網格劃分-精講進階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎入門到精通50講
6、Hypermesh軟件CAE流體網格劃分CFD前處理
7、CAE | STAR-CCM+流體CFD分析零基礎視頻教程
