電池系統
關注創建者：余華 創建時間：2021-06-03
電池系統的視頻教程
動力電池系統設計系列課程
動力電池系統：給電動汽車的驅動提供能量的一種能量儲存裝置，由一個或多個電池包以及電池管理（控制）系統組成。 動力電池系統設計要以滿足整車的動力要求和其他設計為前提，同時要考慮電池系統自身的內部結構和安全及管理設計等方面。 第一章節
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CATIA電池系統的建模、仿真和分析，從電池工程到電池組設計和驗證
基于modelica的模擬庫，可支持將電池集成到復雜系統以及電氣存儲系統的設計中。它可加快電動汽車、移動設備、加工設備、自主機器人和其他許多設備的耦合電氣和散熱設計。該庫可用于對各種不同的電池類型進行建模，并有助于確定尺寸，在不同溫度下進行電池系統性能研究、老化研究以及控制系統開發和評估。
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Altair電池包解決方案系列研討會之電池包系統級應用建模與數字孿生應用
Altair電池包解決方案系列研討會之電池包系統級應用建模與數字孿生應用 1.電池包數學建模方法； 2.基于電池系統模型的應用與分析； 3.電池包性能監控數字孿生應用與壽命預測。
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電池系統的實例教程
7月份寫了這篇文章《刀片電池系統的拆解1 電子電氣設計》，今天接著梳理一下電池管理系統。我盡量客觀地分享，歡迎大家在留言區暢所欲言。
一、刀片電池系統的采樣線路
（1）從整體的基本線路連接來看，刀片電池系統設計的出發點，是在電芯層面提高集成效率，也正是這樣，比亞迪似乎把CMU這個部件當導線來用，如下圖所示。
圖1 EV的刀片系統在采樣系統環節省略了采樣線
這個電池系統由于長度很長，用了大量的PCB來實現連接的功能（每塊CMU有22個采樣點，可實現11節電池的采樣），由于刀片電池是多節串聯，所以使用的CMU是根據總電量和串數進行調節的。
圖2 CMU的情況
（2）CMU的設計
下面有一張圖，CMU通過激光焊接的方式固定在了電芯的輸出極上面，也達到了把CMU支撐起來的效果。整塊板主要包含AFE和菊花鏈的芯片。在這里最重要的是，比亞迪把均衡電路給干掉了，沒有放電電阻、沒有控制放電電阻的三極管。只保留輸入的濾波電路和通信電路。這個CMU的設計，有幾點特殊的地方：
均衡電路的設計
似乎也沒有電芯溫度的采樣，只靠AFE的板載溫度傳感器來替代
備注：這個可以大家一起來討論下，從長期的演進來看，BMS不帶均衡可以么？比亞迪在三元版本的產品中還是帶著均衡電路的，到了刀片電池的版本
圖3 刀片電池系統的CMU
二、主控電路
我目前找到的資料顯示，刀片電池系統主要分兩個版本，分別為3連接器和4連接器。兩個版本相同的部分是：CMU通信電路接口、對外通信控制接口、兩個繼電器控制和電流Shunt的接口三部分。
展開 3 建立燃料電池系統驗證體系的目的
燃料電池系統作為燃料電池車的核心系統之一，在燃料電池系統研發過程中，構建全面完整的燃料電池系統驗證體系，可以更好的規范和指導燃料電池系統的驗證工作，在系統級產品研發階段驗證、及發現燃料電池系統的設計、工藝、安全以及法規等風險。因此，各車企在燃料電池系統進行研發的過程中，不但要借鑒國內外的標準體系，而且要構建符合企業要求的燃料電池系統驗證體系，用來指導各自燃料電池系統的研發。
4 燃料電池系統驗證體系建立的原則
首先，必須基于整車設計目標角度分析，并結合實際可行性來構建燃料電池系統驗證項目。因此，從匹配性、功能性、經濟性、安全性、環境可靠性測試和耐久性6個維度構建燃料電池系統驗證體系（圖1）；其次，必須結合燃料電池整車驗證體系和零部件驗證體系來構建燃料電池系統的驗證體系，比如有些執行性差的項目可以考慮用零部件或者整車驗證項目替代；最后，燃料電池系統的驗證體系同其他體系一樣，必須具備相應的全面性、合理性和可行性，才能在燃料電池系統開發環節中有效地開展相關驗證工作。
5 燃料電池系統驗證體系
5.1 匹配性驗證
每輛車都有其整車整備質量管理目標，并會分解到各子系統。燃料電池系統為滿足整車整備質量要求，開發時都會設置各子系統質量設計目標。同時，質量也是燃料電池系統功率密度計算的重要參數，高水平的整車輕量化是高功率密度的基礎。燃料電池系統的匹配性驗證必須包括質量測量。另外，為了滿足整車布置空間，對于集成度高的燃料電池系統應該測量其整體尺寸是否滿足要求。對于集成度不高的燃料電池系統可以考慮零部件角度測量驗證。
5.2 功能性驗證
根據燃料電池車的整車動力性要求，燃料電池系統的功率、起動特性功能必須滿足整車動力性要求。從整車動力性角度分解，燃料電池系統的功率特性、起動特性、穩態特性以及動態響應特性應納入關鍵功能性指標。
展開 3.3 主動式熱管理系統 active thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，使用耗能部件消耗能量完成熱量輸入輸出交換的系統。主動式熱管理系統包括主動空氣冷卻加熱系統和主動液體冷卻加熱系統兩種，根據需要采用流體串行流動和并行流動兩種方式實現熱交換。
3.4 主動式空氣冷卻加熱系統 Active Air Cooling and Heating Systems
又稱風冷系統，利用空氣作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的系統。該系統通常使用風扇和管道完成空氣在電池系統內的流動，分為直接接觸式和間接接觸式兩種。空氣可以從電池系統外部進入并排出電池系統外，也可以在電池系統內部循環實現電池冷卻或加熱功能；若空氣僅在電池內部循環，則電池系統內部通常需要有空氣冷卻裝置（通常為空調蒸發器）、空氣加熱裝置和空氣循環風扇。該類系統通常適用于單體產熱量小于10W的電池。
3.5 主動式液體冷卻加熱系統 Active Liquid Cooling and Heating Systems
又稱液冷系統，利用冷卻液作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的系統。該系統通常使用水泵和管道完成冷卻液在電池系統內的流動，分為直接接觸式和間接接觸式兩種。冷卻液可以通過低溫散熱器冷卻加熱，也可以通過整車冷卻系統內的冷卻器冷卻和加熱器加熱。該類系統通常適用于單體產熱量小于20W的電池。
3.6 制冷劑式冷卻系統 Refrigerant Cooling Systems
又稱氣液相變冷卻系統，利用制冷劑作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的間接接觸式系統，也可稱為冷媒直冷系統。該系統通常與整車空調系統集成。該類系統通常適用于單體產熱量小于35W的電池。
展開 3.3 主動式熱管理系統 active thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，使用耗能部件消耗能量完成熱量輸入輸出交換的系統。主動式熱管理系統包括主動空氣冷卻加熱系統和主動液體冷卻加熱系統兩種，根據需要采用流體串行流動和并行流動兩種方式實現熱交換。
3.4 主動式空氣冷卻加熱系統Active Air Cooling and Heating Systems
又稱風冷系統，利用空氣作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的系統。該系統通常使用風扇和管道完成空氣在電池系統內的流動，分為直接接觸式和間接接觸式兩種。空氣可以從電池系統外部進入并排出電池系統外，也可以在電池系統內部循環實現電池冷卻或加熱功能；若空氣僅在電池內部循環，則電池系統內部通常需要有空氣冷卻裝置（通常為空調蒸發器）、空氣加熱裝置和空氣循環風扇。該類系統通常適用于單體產熱量小于10W的電池。
3.5 主動式液體冷卻加熱系統Active Liquid Cooling and Heating Systems
又稱液冷系統，利用冷卻液作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的系統。該系統通常使用水泵和管道完成冷卻液在電池系統內的流動，分為直接接觸式和間接接觸式兩種。冷卻液可以通過低溫散熱器冷卻加熱，也可以通過整車冷卻系統內的冷卻器冷卻和加熱器加熱。該類系統通常適用于單體產熱量小于20W的電池。
3.6 制冷劑式冷卻系統 Refrigerant Cooling Systems
又稱氣液相變冷卻系統，利用制冷劑作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的間接接觸式系統，也可稱為冷媒直冷系統。該系統通常與整車空調系統集成。該類系統通常適用于單體產熱量小于35W的電池。
展開 動力電池系統作為新能源汽車核心三電部件之一，其電性能將直接影響整車的動力性與續駛里程指標。因此，試驗驗證動力電池系統的電性能在新能源汽車的設計開發過程中顯得尤為重要。
本文以某公司純電動廂式輕卡用動力電池系統為研究對象，以國家標準31467.2為依據，分別從容量和能量、功率和內阻以及能量效率等5個維度試驗研究其電性能并最終給出試驗結論，以評估該動力電池系統的電性能。
1 動力電池系統電性能試驗方法
1.1 試驗對象
動力電池系統作為新能源汽車的儲能系統，是車輛重要的能量來源。測試用動力電池系統結構模型如下圖1所示，其技術參數如下表1所示。
該動力電池系統包括兩個蓄電池包（每個蓄電池包由1P6S和1P7S兩種規格的蓄電池模塊串聯而成）、一個高壓盒（內含電池管理系統（BMS）、高壓和絕緣檢測模塊以及保險絲和繼電器等部件）和若干動力線束、通訊線束等，通過CAN網絡與整車進行通訊。
1.2 試驗原理
動力電池系統電性能試驗原理如下圖2所示。BMS通過CAN總線與動力電池綜合性能測試系統建立通訊，并將動力電池系統的電壓、電流和溫度等信息上報。上位機PC對測試系統的輸出電壓、電流及BMS上報信息進行同步儲存，并將動力電池系統的單體電壓和溫度等信息作為工況截止條件，實現準確判定并自動進行工步跳轉。將動力電池系統布置在步入式高低溫交變濕熱試驗箱中，可測試其在不同環境溫度下的電性能。
1.3 試驗項目
目前有關動力電池系統電性能測試的主要依據是GB/T31467.1-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第1部分：高功率應用測試規程》和GB/T31467.2-2015《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》這兩個國家標準。
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大容量磷酸鐵鋰電池熱失控呈現顯著的三維分布特性，內部電解液沸騰極大增加了傳熱過程復雜性，制約高安全電池系統設計。為深入理解并量化電解液相變吸熱在熱失控傳熱中的作用，本研究建立了精細模型，核心創新在于量化表征電解液吸熱相變及其對后續傳熱的影響。模型驗證表明：電池表面溫度計算與實驗結果高度吻合(決定系數R2 > 0.9)。該模型為儲能系統安全設計提供了重要手段工具。
挑戰/需求
圖2.
1.【2024年二等獎】鄺男男 | 中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司，碰撞工況下動力電池系統多物理場耦合仿真研究：使用LS-DYNA所構建的電池系統多物理場耦合仿真模型，與傳統的電池系統力學模型相比，能夠模擬電池系統受到擠壓碰撞后的溫度、電壓變化趨勢，可從多角度評估電池系統安全特征，屬于國內首次具有較為完整的將多物理場電池擠壓用在整車碰撞級別的應用。
流變動力學分析
冷卻介質的流變學特性直接決定了動力電池系統的泵送壓降、流場分布以及對復雜流道的適應能力。通過旋轉流變儀，本研究在寬剪切速率范圍內對樣品進行了高精度掃描。
新能源與電子電氣架構(EV & EE Architecture)
三電系統：電池管理系統(BMS)、電機控制器、電動控制系統、線控制動/轉向系統。
電子電氣架構：Zone-based架構、高壓配電單元。
高壓大口徑應用受限
在超大通徑或超高壓（如數百bar以上）工況下，提升閥的結構強度和驅動力需求會顯著增加，此時球閥或閘閥可能更經濟可靠，不過，諾冠的HP系列高壓比例閥已通過特殊設計，成功應用于350bar的電池測試系統，證明在特定高壓場景下仍具競爭力。
儲能產業鋰電熱失控氫氣泄漏監測1個月前
進一步結合多級報警策略——500 ppm（早期預警）、4,000 ppm（10% LFL啟動強制通風）、10,000 ppm（25% LFL啟動更高等級應急措施），并與電池管理系統（BMS）深度集成，可以實現：
及時干預：在危險形成前，自動啟動強制通風、切斷異常回路或隔離故障模塊。
提升運行安全：通過早期降溫排風，阻斷熱失控在電芯間的傳播鏈。
二、展品范圍
具身智能機器人整機：工業機器人（協作機器人、機械臂等）、通用人形機器人（雙足 / 輪式機器人等）、特種機器人（安防、巡檢、救援、農業機器人等）、垂直領域機器人（醫療、清潔、物流、陪伴等專用機器人）
核心零部件與基礎技術：控制系統（伺服系統、傳動系統等）、感知系統（視覺、力覺、觸覺傳感器等）、執行與移動（一體化關節、靈巧手等）、動力與連接（電池、電控系統等）、關鍵材料與數據（PEEK
XL2417D的工作電壓范圍為1.7至3.6V，在Tx和Rx模式下功耗極低，在電池供電系統中使用壽命長，同時保持優異的射頻性能。
2.4G RF SOC
獨立看門狗
工作電壓 1.7V 至 3.6V
抗干擾能力強。
出色的 2.4G 射頻收發性能.
時間：3月24日 ，14:30-15:15
合作伙伴：深圳市摩爾芯創科技有限公司
地點：線上
費用：免費
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3月25日 | 利用ROM降階模型進行新能源電池快速熱管理
簡介：本次技術研討會將聚焦于如何利用Ansys ROM（降階模型）技術，實現新能源電池系統的高效、實時熱管理。
用戶對高壓比例閥的使用反饋如何？3個月前
Norgren：https://www.norgren.com.cn/
高壓比例閥：https://www.norgren.com.cn/3698.html
一、高精度控制：用戶一致稱贊的核心優勢
多位來自汽車測試臺架、液壓仿真系統及航空航天測試平臺的工程師反饋，諾冠高壓比例閥在壓力/流量調節方面表現出“令人驚艷的線性度和重復性”，例如某新能源車企在電池包爆破測試系統中采用
