汽車動力電池的案例
江西理工大學：新能源汽車動力電池試車成功
近日，日本電化株式會社（DENKA）創新中心研發推進部石田部長、特殊導電事業部崛內部長、電池材料部伊藤部長和高順先生一行到訪江西理工大學，對該校鋰電實驗室研發的新能源汽車動力電池進行了車載試驗現場驗收，試驗取得了滿意的效果，標志著江西理工大學研發的新能源汽車動力電池試車成功。
△ 電池組驗收現場
這是由江西理工大學鋰電池實驗室與日本電化株式會社（DENKA）合作開展的《用DENKA BLACK Li 導電劑提升電動汽車動力電池性能的合作研究》，即采用新型導電劑來進一步提升動力電池性能，項目歷經1年半時間，已進入結題驗收階段。
△ 課題組在日本進行中期匯報
據悉，由江西理工大學鐘盛文組建的鋰電實驗室創建于2005年，歷經13年發展。在發展過程中一步一個腳印，從建設初期自主研發電動自行車用動力電池，到2007年開發電動摩托車用動力電池，至今具備了開發電池正負極材料、電池導電漿料、電源管理系統及電動汽車整車電池工程設計與開發的能力，在動力電池及材料的研究上達到了新的水平。
△ 單體制作鋰電池
鋰電實驗室于2010年獲批省科技廳江西省動力電池及其材料重點實驗室，2015年獲批省發改委批復的江西省高功率動力電池工程研究中心。在人才培養到科學研究搭建了很好的基礎，從基礎研究到產業研究組織了一支專門的研究隊伍。
展開 電動汽車動力電池均衡方法研究 附電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍下載
1引言
電動汽車在運行過程要依靠大量電池進行動力支撐，為電動汽車提供動力組合電池被稱為動力電池，動力電池通常是將許多單獨電池進行組合，經過串聯手法形成的大型電源供應裝置，在日常生活中，最為常見的動力電池通常是由280個電壓在1.2V的單獨氫電池構成，其內部電量容積為336V。在使用動力電池的過程中，由于內部組合電池存在差異性，并且對外界反應程度不統一，因此在使用過程隨著使用時間的增加，會導致組合電池之間的差異性更加顯著，不能在進行高效的運轉，甚至還會對周圍電池造成損壞。在電量耗光后如果不對其中性能較差的電池進行更換或維修，就會導致該種電池繼續存在于動力電池中，嚴重危害整體電池的使用周期，還可能會在使用過程中內部溫度的升高作用下，產生大量的熱能使得電池爆炸，造成安全事故的發生。因此進行均衡方式對動力電池的差異進行應對就顯得十分重要。
2均衡方法
在動力電池中要探查組合電池的差異，首先要對電池進行荷電狀況的檢查，電池荷電狀況時電池功能差異的體現，也是進行均衡處理最為高效的途徑。但在對電池的荷電狀況進行檢測時，荷電狀況會隨著周圍環境的溫度、電池放電速率以及復合次數影響，所得出的數值與實際存在較大出入。并且要進行每一個動力電池的荷電狀況檢測，工作量較大，進行電池檢測、維修、更換的成本較高，缺乏實用性。針對上述情況，應當引入均衡技術進行動力電池檢測，能夠大幅度優化檢測流程。電池內部存在的均衡電壓能夠在一定程度上壓制電池的荷電狀況，使用分類均衡能夠有效提高進行電池均衡的效率，并且減少了成本投入。
2.1集中均衡方法
集中均衡就是將動力電池內部的所有電池的均衡電路設置在一個均衡裝置中，其均衡框架示意如下圖1所示。
展開 干貨｜汽車動力電池新國標（GB 38031）解讀
網上甚至還有人評論說，三元鋰電池被判死刑！有擔憂是對的，但這種說辭未免太過于夸張了。照此說法，那電動汽車巨頭特斯拉情何以堪？豈不要關門大吉了！其實三元體系、鈷酸鋰體系、磷酸鐵鋰體系、鋰硫體系、錳酸鋰體系等等諸多材料體系的鋰電池。其實無論哪種材料體系的電池都有各自的優缺點，都沒有所謂的絕對安全。所有的電池廠家都得關注和重視產品安全。例如三元鋰電池相對磷酸鐵鋰電池在能量密度及工作電壓等占有絕對優勢；但磷酸鐵鋰電池在安全、循環壽命、環保及價格等方面又優于于三元鋰電池。畢竟，安全是消費者關注的焦點，也是產業持續健康發展的基礎。高安全、長續航、低成本一直都是動力電池企業的共同追求。
汽車動力電池標準GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》2020年已5月12日發布 ，并于2021年1月1日正式實施。這些標準的出臺，是為更好的規范和引領企業發展。同時，也會加速企業大洗牌。
即使是“狼來了”，我們也沒有必要恐慌。時代在不斷發展，科技在不斷進步，方法總比困難多，很多問題都是能夠迎刃而解的。即使美國再怎么打壓及遏制，我們華為的自主研發的芯片不是照樣橫空出世。總不能因為走路怕摔倒，就一直趴在地上不起來或裹足不前吧！
相信大家都有看到，一些大企業都在為在動力電池的性能及安全進行科技創新，如特斯拉的4680、比亞迪的“刀片電池”、寧德時代的CTP電池、廣汽埃安的“刀匣電池”等等。尤其是“刀匣電池”歷史首次實現了三元鋰電池包針刺不起火，重新定義和刷新了三元鋰電池的安全標注。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》（注：本文簡稱“新國標”）就與我們鋰電行業的汽車動力電池密切相關了。
細心的朋友會發現，新國標的代號是GB，而之前的卻是GB/T。
展開 《ANSYS 動力電池仿真應用案例——新能源汽車專題》現已開放領取
1 電池行業發展趨勢
2 燃料電池定義和分類
3 燃料電池產業鏈
4 動力電池研發中主要的流體/結構問題
5 ANSYS動力電池應用案例——新能源汽車專題
5.1 新能源車電池仿真
5.2 新能源動力電池 BMS 系統自然冷卻 CFD 計算
5.3 新能源車電池鋁容器結構強度計算
5.4 新能源汽車動力電池模組強度分析
5.5 新能源汽車動力電池單體強度分析
5.6 某動力電池 PACK 跌落分析
5.7 動力電池 PACK 隨機振動分析案例
5.8 新能源動力電池包 PSD 隨機振動及疲勞壽命計算
5.9 商用車電池包懸掛支架解決方案
5.10 電池包振動疲勞分析及改進
5.11 新能源電池包擠壓仿真
5.12 新能源電池包機械沖擊仿真
5.13 基于 Mechanical 的新能源動力電池整包沖擊計算
5.14 基于 ANSYS LS DYNA 的新能源動力電池整包結構碰撞計算
5.15 鋰離子動力電池濫用工況多物理場耦合仿真
5.16 燃料電池電堆組裝過程分析
5.17 電池包網格生成技術
6 總結
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淺析汽車動力電池包的組成、成組技術及成組效率對比
摘要：本文在概述了汽車動力電池包組成的基礎上，重點探討了動力電池成組對電芯高能量密度、輕量化、結構設、安全、熱管理、電氣、標準化設計要求的要點，并對動力電池成組效率進行比較。
關鍵詞：組成 要求 效率
1 汽車動力電池包的組成
在純電動汽車中，動力電池包作為汽車唯一的動力來源，動力電池包電能的高低決定了電動汽車的行駛里程。提高動力電池包電能的方法有兩種：采用高容量的電芯，使用更多的電芯。一般電芯容量越高，成本也越高。因此優化動力電池包的結構，盡量使用更多的電芯成為動力電池設計過程需要考慮的重要因素。
動力電池系統
1）動力電池模組
2）結構系統
結構系統主要由動力電池PACK上蓋、托盤、各種金屬支架、端板和螺栓組成，可以看作是動力電池PACK的“骨骼”，起到支撐、抗機械沖擊、機械振動和環境保護（防水防塵）作用。
展開 汽車專題第二期 |新能源汽車—電池篇（二）
新能源汽車動力電池及其管理系統的EMC測試與整改案例
主要內容：GB/T38661-2020EMC測試解析、BMS的電磁騷擾問題及分析...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1823230
5.
電動汽車動力電池系統加熱方法研究進展
主要內容：內部加熱方式、外部加熱系統、電池組的保溫、熱控設計細節...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1823234
6.
電動汽車續航焦慮的應對之道，從動力電池電性能測試做起
主要內容：續航焦慮的根源、電動汽車電池快速充電前后對比、電池管理系統測試方案...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1823238
7.
展開 ANSYS新能源汽車動力電池仿真應用案例
目錄
1電池行業發展趨勢
2 燃料電池定義和分類
3 燃料電池產業鏈
4 動力電池研發中主要的流體/結構問題
5 ANSYS動力電池應用案例——新能源汽車專題
(1) 新能源車電池仿真
(2) 新能源動力電池BMS系統自然冷卻CFD計算
(3) 新能源車電池鋁容器結構強度計算
(4) 新能源汽車動力電池模組強度分析
(5) 新能源汽車動力電池單體強度分析
(6) 某動力電池PACK跌落分析
(7) 動力電池PACK隨機振動分析案例
(8) 新能源動力電池包PSD隨機振動及疲勞壽命計算
(9) 商用車電池包懸掛支架解決方案
(10) 電池包振動疲勞分析及改進
(11) 新能源電池包擠壓仿真
(12) 新能源電池包機械沖擊仿真
(13) 基于Mechanical的新能源動力電池整包沖擊計算
(14) 基于ANSYS LS DYNA的新能源動力電池整包結構碰撞計算
(15) 鋰離子動力電池濫用工況多物理場耦合仿真
(16) 燃料電池電堆組裝過程分析
(17) 電池包網格生成技術
6 總結
新能源車電池仿真
①輸入條件
? 建立冷態的CFD模型
? 電池熱失控實驗數據/熱失控初始溫度
②仿真流程
③結果與效果
? 快速輸出結果（幾秒鐘）
? 得到熱失控電池溫度場變化，及其多米諾效應
新能源動力電池BMS系統自然冷卻CFD計算
①輸入條件
電池包整包的3D分析模型，電芯發熱功率，外部載荷條件及邊界約束條件。
展開 汽車專題第一期 |新能源汽車—電池篇（一）
/doc/1822552
5.電動汽車動力電池加熱方法研究
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1823073
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基于Matlab 的燃料電池汽車動力系統仿真
基于Matlab 的燃料電池汽車動力系統仿真
高大威，金振華，盧青春
（清華大學汽車工程系, 北京 100084）
摘 要: 在給出燃料電池汽車動力系統結構的基礎上，基于Matlab 軟件環境，建立了前向式燃料
電池汽車動力系統模型，模型結構和實際的動力系統有著嚴格的對應關系，各部分模型采用物理分
析與數據處理相結合的方法建立。按照一定的控制策略和部件物理參數進行了仿真，仿真結果表明
該模型的有效性和合理性，為燃料電池汽車動力系統研究打下了基礎。
關鍵詞：燃料電池；仿真；Matlab；燃料電池汽車
文章編號：1004-731X (2005) 08-1899-03 中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A
基于Matlab的燃料電池汽車動力系統仿真.pdf
展開 淺析汽車動力電池包的組成、成組技術及成組效率對比
摘要：本文在概述了汽車動力電池包組成的基礎上，重點探討了動力電池成組對電芯高能量密度、輕量化、結構設、安全、熱管理、電氣、標準化設計要求的要點，并對動力電池成組效率進行比較。
1.汽車動力電池包的組成
在純電動汽車中，動力電池包作為汽車唯一的動力來源，動力電池包電能的高低決定了電動汽車的行駛里程。提高動力電池包電能的方法有兩種：采用高容量的電芯，使用更多的電芯。一般電芯容量越高，成本也越高。因此優化動力電池包的結構，盡量使用更多的電芯成為動力電池設計過程需要考慮的重要因素。
動力電池系統
1）動力電池模組
動力電池模組是動力電池包的“心臟”，負責儲存和釋放能量，為電動汽車提供動力。動力電池模組可以理解為動力電池單體經由串并聯方式組合成的多個PACK， PACK是單個組件，是包裝、封裝、裝配的意思，其工序分為加工、組裝、包裝三大部分。
動力電池模組通過結構設計，再加上動力電池管理系統和熱管理系統就可組成一個較完整的動力電池包。動力電池包通過工藝、結構固定在設計位置，協同發揮電能充放存儲的功能。可以說模組的基本作用就是連接、固定和安全防護。
動力電池單體即電芯按正極材料來分，主要包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。動力電池模組的結構必須對電芯起到支撐、固定和保護作用，可以概括成3個大項：機械強度，電性能，熱性能和故障處理能力。
動力電池模組按電芯的結構形狀可分為：圓柱電芯和方形電芯以及軟包這三種，其各自的優缺點也十分明顯。在一定程度上，電芯的性能決定了動力電池模組的性能進而影響整個動力電池包的性能。因此在進行動力電池包設計時一定要根據整車的設計要求去選擇電芯的材料及形狀。
展開 電動汽車動力電池熱管理技術
電動汽車動力電池熱管理技術
【9月13-14日 北京】新能源動力電池全壽命設計與應用技術高級培訓班
新能源動力電池全壽命設計與應用技術高級培訓班
一、培訓背景：
新能源汽車的關鍵在于取代燃油的新的能源成功的使用。我國十幾年發展新能源汽車的實踐證明，動力電池系統的安全和精準管理關系到新能源汽車的成敗。事實上，新能源汽車出現的故障將近有一半來自于動力電池，電動汽車的安全直接或間接與動力電池有關。
目前純電動汽車還不能令人滿意的地方，例如，車輛續駛里程短、充電時間長、電池衰減快、電池安全問題，這是卡關的地方。而這些問題直接關系到電動汽車的用戶滿意度。因此，把電池系統做好，可以緩解這些問題，是解決這兩個問題的必由之路。
今后國家要求新生產的電動汽車不但能夠無故障地上路，還需要滿足一定的里程-電池容量比例指標。這就要求電池系統全壽命周期滿足安全性、可靠性、控制精準性等。隨著國家補貼退坡,雙積分政策的推出,電動汽車退役電池的梯次利用,給電動汽車動力電池的運營模式及研發提出了創新的要求.通過采用車電分離模式,實現動力電池共享，并考慮電池包梯次利用的設計問題。
為了提升對電池系統設計能力與滿足節能減排的國家政策，特邀請汽車動力電池系統領域資深專家為本次培訓系統授課，介紹動力電池全壽命設計的方法、流程，動力電池系統安全設計及評價方法、換電電池系統核心技術等內容。同時針對現場提出的相關問題分享演講者在此方面的經驗體會。
二、講師介紹：
資深專家：具有14年以上新能源汽車動力電池系統、BMS、VCU及功能安全開發經驗，主要完成ISG混合動力電池管理系統BMS控制策略開發、電動環衛車換電電池系統開發、混合動力電池系統仿真分析、全氣候動力電池系統開發、國內首款量產乘用車換電電池系統開發，承擔系統開發、關鍵算法開發。在汽車工程等核心期刊發表多篇電池系統開發相關論文。申請電池系統相關發明專利30多篇，已獲得10篇以上發明授權。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
5 、結論
(1)通過建立鋰離子電池熱模型，設計基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統。
(2)通過對所設計的液體熱管理系統流場、不同充放電倍率下電池溫度和加熱工況下電池溫度場進行仿真分析，驗證了所設計液體熱管理系統的合理性，可將電池溫度控制在45℃以內，滿足電池工作范圍需求。
(3)通過實驗驗證了基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統設計的有效性，同時也驗證了仿真精度，特別是對產熱模型的修正，也需要通過實驗測量進行驗證。
(4)所設計的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統在40℃高溫1.5C充電工況下，可控制電池溫度45℃以內，充電結束電池最高溫度在29～36℃；40℃高溫1C放電工況下，可控制電池溫度40℃以內，充電結束電池最高溫度在32～40℃；加熱過程，電池溫度先升高后降低，充電結束電池最高溫度為24℃，最低溫度為16℃，溫差8℃。
免責聲明：文章來源于網絡（陳通,孫國華,王明強等.基于液體的動力電池熱管理系統性能研究[J].電源技術,2019,43(04):658-661.），僅供學習交流分享，版權歸原作者所有，如果侵權請聯系我們予以刪除
編者注：
文章中：冷卻液流量為25L/min,溫度為25 ℃,環境溫度為27 ℃或40 ℃；這只是入門級別的仿真，并沒有考慮整車真實情況，即：一般的換熱需要通過chiller進行換熱，無法滿足一開始就恒定定進口25℃的條件；
正確的方法是：設置一個目標水溫=20℃，限制一個直冷功率KW；如下圖所示：
文章來源：新能源電池熱管理
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
5 、結論
(1)通過建立鋰離子電池熱模型，設計基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統。
(2)通過對所設計的液體熱管理系統流場、不同充放電倍率下電池溫度和加熱工況下電池溫度場進行仿真分析，驗證了所設計液體熱管理系統的合理性，可將電池溫度控制在45℃以內，滿足電池工作范圍需求。
(3)通過實驗驗證了基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統設計的有效性，同時也驗證了仿真精度，特別是對產熱模型的修正，也需要通過實驗測量進行驗證。
(4)所設計的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統在40℃高溫1.5C充電工況下，可控制電池溫度45℃以內，充電結束電池最高溫度在29～36℃；40℃高溫1C放電工況下，可控制電池溫度40℃以內，充電結束電池最高溫度在32～40℃；加熱過程，電池溫度先升高后降低，充電結束電池最高溫度為24℃，最低溫度為16℃，溫差8℃。
免責聲明：文章來源于網絡（陳通,孫國華,王明強等.基于液體的動力電池熱管理系統性能研究[J].電源技術,2019,43(04):658-661.），僅供學習交流分享，版權歸原作者所有，如果侵權請聯系我們予以刪除
編者注：
文章中：冷卻液流量為25L/min,溫度為25 ℃,環境溫度為27 ℃或40 ℃；這只是入門級別的仿真，并沒有考慮整車真實情況，即：一般的換熱需要通過chiller進行換熱，無法滿足一開始就恒定定進口25℃的條件；
正確的方法是：設置一個目標水溫=20℃，限制一個直冷功率KW；如下圖所示：
文章來源：新能源電池熱管理
展開 電動汽車動力電池熱失控過程分析及預警機制設計
摘要：由于近年來電動汽車銷量的增長同時也顯現許多安全問題，安全事故頻發，先后有多輛電動汽車發生起火等嚴重安全事故。其中不僅包含國內的造成新勢力還有國外行業領軍電動車品牌。在所有的事故原因中，熱失控問題占有很大比例。本文通過對動力電池熱失控過程的分析，設計出一套熱失控預警系統。這樣至少保證在整車發生熱失控之前能夠通知到車內的乘客，避免造成人員傷亡，同時能夠盡量減少事故帶來的財產損失。
一、熱失控過程分析
鋰電池的熱失控主要是由于電池內部產熱速率遠大于散熱速率，在電池內部積累了大量的熱量，從而引發單體電池的著火或爆炸。單體電池的熱失控又會擴散到整個電池系統，導致整個電池系統甚至整車的起火或爆炸事故。
為研究動力電池系統熱失控發生的過程，我們外接熱源的方式對電池進行加熱從而引發熱失控。試驗表明，在單體電池發生熱失控時伴隨有電池電壓的變化、電池及環境溫度的變化、電池包內氣壓的變化及氣體成分的變化。我們將出現異常的的信號分為溫度、電壓、氣壓（或氣體成分）三個大類，分別進行分析。
針對溫度信號在熱失控過程中的分析：電池的溫度在熱失控發生前會有一個持續的較快速率的上升過程，如圖1數據所示（橫軸時間單位為秒，縱軸溫度單位為℃），在前720秒的時間內，溫度從室溫25℃持續升高到62℃。隨后發生單體電池的熱失控，溫度急劇上升到430℃。第一節電池能量釋放完之后溫度會下降，到第787秒第二節電池熱失控，同樣溫度短時間內急劇上升。如此發生連環性的熱失控反應，最后整個電池包都發生熱失控。
針對單體電池電壓信號在熱失控過程中的分析：電池的電壓在熱失控發生之前基本維持在平臺電壓保持不變。在熱失控發生的瞬間，實測在2秒內電壓會下降到1V以下。
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