電池包散熱
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-14
電池包散熱的視頻教程
Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池單體的失效和電池包(ABD工具）
Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池單體的失效和電池包(ABD工具） 1.單體電池的失效； 2.電池模組的熱失控仿真； 3.電池失效仿真示例。
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Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池包系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用建模與數(shù)字孿生應(yīng)用
Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池包系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用建模與數(shù)字孿生應(yīng)用 1.電池包數(shù)學(xué)建模方法； 2.基于電池系統(tǒng)模型的應(yīng)用與分析； 3.電池包性能監(jiān)控?cái)?shù)字孿生應(yīng)用與壽命預(yù)測(cè)。
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電池包解決方案Altair系列研討會(huì)之電池包結(jié)構(gòu)建模與仿真
電池包解決方案Altair系列研討會(huì)之電池包結(jié)構(gòu)建模與仿真 1.二次開(kāi)發(fā)助力電池包建模提效； 2.電池包剛強(qiáng)度、振動(dòng)、沖擊仿真； 3.電池包結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
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電池包散熱的實(shí)例教程
新能源電池包散熱系統(tǒng)CAE仿真實(shí)例
前言：
隨著新能源汽車市場(chǎng)推廣程度的逐漸深入，應(yīng)用范圍不斷加大，對(duì)電池包散熱系統(tǒng)方案要求也越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)電池散熱過(guò)程的熱仿真分析，可以預(yù)測(cè)電池溫度在放電過(guò)程中的變化趨勢(shì)，檢驗(yàn)電池包的散熱性能，為電池箱的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
目前，市場(chǎng)上主流的熱仿真分析軟件為Flotherm，今天小編將通過(guò)一個(gè)電池包熱仿真實(shí)例，帶您快速了解電池散熱系統(tǒng)仿真分析。
分析中采用的前提和假設(shè)：
導(dǎo)熱率設(shè)置：
注：材料的導(dǎo)熱率設(shè)定，如果是單一材料部件，如外殼等，根據(jù)部件所使用的實(shí)際材料的導(dǎo)熱率給定；如果是復(fù)合材料部件或多種材料組合的部件，而在3D模型中是通過(guò)簡(jiǎn)化模型繪制的，則材料導(dǎo)熱率，按照集總參數(shù)法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論折算給定當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，如電芯等。
功耗設(shè)置及風(fēng)機(jī)選用：
單節(jié)電池的發(fā)熱量按照電流1A和內(nèi)阻50mΩ確定為0.288w，電池為18650，容量2.4Ah；
風(fēng)機(jī)統(tǒng)一為最大風(fēng)量15.87m3/h，最大全壓31.33Pa的軸流風(fēng)機(jī)，可以根據(jù)具體需求隨時(shí)改換。
分析方案：
仿真工作環(huán)境：30℃環(huán)境溫度下放電1小時(shí)
分析模型：
放電一小時(shí)溫度截面云圖（Z方向）：
放電1小時(shí)速度截面云圖（Z方向）：
放電1小時(shí)速度截面云圖（Y方向）：
電池放電一小時(shí)溫度分布圖1：
電池放電一小時(shí)溫度分布圖2：
仿真結(jié)論：
在此散熱方案下，大部分電池的溫度都處在40-45℃的區(qū)間之內(nèi)，少數(shù)散熱條件較好的電池區(qū)域溫度低于40℃。在最高溫度可以接受的條件下，可以通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和擺放來(lái)改善溫度的不均衡度。
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展開(kāi) 因此，儲(chǔ)能電池作為船舶重要的電氣設(shè)備，其散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常也考慮風(fēng)冷和液冷這兩種形式。陳旭海等人[4]利用Ansys對(duì)風(fēng)冷條件下的儲(chǔ)能電池溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，并根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)存放電池模塊的機(jī)柜進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)也有研究表明，在風(fēng)冷散熱系統(tǒng)中，改善冷卻風(fēng)道設(shè)計(jì)[5]、合理調(diào)整電池組間距[6]均可改善電池組溫度的均衡性。桂永勝等人[7]為船舶電氣設(shè)備設(shè)計(jì)了一套模塊化的水冷系統(tǒng)，可用于船舶儲(chǔ)能電池的散熱。張上安[8]則利用COMSOL軟件分析了液冷散熱系統(tǒng)中冷卻液流量和冷卻液入口溫度對(duì)電池散熱特性的影響。然而大多數(shù)研究只是針對(duì)其中一種散熱方式，并沒(méi)有綜合分析風(fēng)冷散熱和液冷散熱各自的效果和優(yōu)缺點(diǎn)。王屹航等人[9]雖對(duì)這兩種散熱方式的散熱能力做出了評(píng)價(jià)，但只是針對(duì)單體電池，并未考慮整個(gè)電池包的熱特性。
本文以某型船用儲(chǔ)能電池包為研究對(duì)象，分別設(shè)計(jì)其風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和液冷散熱系統(tǒng)，利用Icepak軟件建立熱仿真模型，對(duì)比研究電池包在不同散熱系統(tǒng)作用下的散熱特性和溫度場(chǎng)分布，進(jìn)一步通過(guò)改變散熱系統(tǒng)的若干關(guān)鍵參數(shù)，分析評(píng)估參數(shù)的變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)散熱效果的影響。結(jié)果表明，液冷散熱系統(tǒng)的散熱效果普遍優(yōu)于風(fēng)冷散熱，尤其是在保持電池包溫度一致性方面表現(xiàn)出色。本研究可為全電船舶儲(chǔ)能系統(tǒng)散熱方案的選取和散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考，保障鋰電池組在船舶上安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)也為鋰電池在船舶上大規(guī)模運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。
2 模型建立
2.1 電池散熱的數(shù)學(xué)模型
儲(chǔ)能電池包通常是由電池模組根據(jù)電壓需求串聯(lián)而成，而電池模組又是由多個(gè)單體電池通過(guò)串并聯(lián)的方式構(gòu)成的，因此單體電池是構(gòu)成電池模組和電池包的基本單元[10]。要對(duì)電池包的散熱特性進(jìn)行研究，首先要建立單體電池散熱的數(shù)學(xué)模型。
展開(kāi) 在電動(dòng)汽車使用初期，性能體現(xiàn)最明顯的是動(dòng)力電池的放電性能，在車輛上主要的表現(xiàn)為動(dòng)力性能和續(xù)航。隨著時(shí)間的推移，電池的其他特性才逐漸被車輛用戶看到。繼前面討論了電池放電性能、電芯壽命、成本和內(nèi)阻以后，今天我們?cè)倏纯措娦镜某潆姾妥苑烹娞匦浴?1 充電特性
電池包的充電特性，尤其充電時(shí)間，是用戶關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。而動(dòng)輒充電幾個(gè)小時(shí)，是傳統(tǒng)車詬病電動(dòng)汽車的一個(gè)重要槽點(diǎn)。但是，不同類型的車型應(yīng)用，實(shí)際上并不需要全部都追求快充。比如清潔專用車，巡邏車等這類對(duì)車輛的機(jī)動(dòng)性要求不高的車輛，耗費(fèi)成本追求快充就是沒(méi)有必要的。一般乘用車，如果在快充與慢充車型之間拉開(kāi)價(jià)格差距，相信也會(huì)有一部分生活軌跡比較穩(wěn)定的人會(huì)選擇充電沒(méi)有那么快的車型。
電池充電特性影響因素。
電芯自身因素。從電池內(nèi)部的微觀過(guò)程看，充電過(guò)程，就是鋰離子從負(fù)極遷出，嵌入正極的過(guò)程。過(guò)程中，活性鋰離子的運(yùn)動(dòng)越順暢，自負(fù)而正的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力越足，則充電的阻礙越小，允許的充電電流就越大。那么，妨礙大電流充電的特性，總體上都體現(xiàn)為電池充電內(nèi)阻。在高倍率的工況下，電池內(nèi)部極化電阻隨著電流的增加而增大，電池端電壓迅速達(dá)到截止條件，充電結(jié)束，使得電池可用容量減小。
電池包散熱能力。除了電池自身充電接受能力以外，電池包的散熱能力也是限制電池充電倍率的一大因素。當(dāng)電芯自身?xiàng)l件確定，單體電芯發(fā)熱，熱量的積累，造成電池包內(nèi)環(huán)境溫度上升。任其自由發(fā)展，則可能在充電并未完成時(shí)，電池溫度已經(jīng)觸及允許上限。因此，給快充電池包配備相應(yīng)的散熱系統(tǒng)，是提高充電能力的一個(gè)前提條件。
一種磷酸鐵鋰電池不同充電倍率的溫升曲線
充電內(nèi)阻受到哪些因素的影響？
充電內(nèi)阻同樣包含歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻兩個(gè)部分，他們都會(huì)受到溫度的影響，溫度越低，充電內(nèi)阻總體表現(xiàn)越大，反之，則降低。
展開(kāi) Ansys熱應(yīng)力分析可使電池包散熱板開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)降低30%、熱失控預(yù)警時(shí)間提前8分鐘，構(gòu)建全周期安全防護(hù)體系，技術(shù)鄰依托資深師資團(tuán)隊(duì)打造的定制培訓(xùn)，能讓企業(yè)工程師快速掌握這套核心防護(hù)技術(shù)。
新能源汽車電池包的熱應(yīng)力安全問(wèn)題，是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。電池包在充放電、高溫環(huán)境及熱失控初期均會(huì)產(chǎn)生顯著熱應(yīng)力，若管控不當(dāng)，極易引發(fā)殼體破裂、電芯擠壓短路等嚴(yán)重安全隱患。技術(shù)鄰服務(wù)20+新能源頭部企業(yè)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)顯示，電池包熱應(yīng)力相關(guān)故障中，正常工況下的散熱板開(kāi)裂占比23%，熱失控初期的殼體破裂占比35%，而Ansys熱應(yīng)力分析可針對(duì)性構(gòu)建全周期防護(hù)體系。更重要的是，技術(shù)鄰?fù)ㄟ^(guò)定制培訓(xùn)，將這套前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化為工程師的實(shí)操能力，其師資力量堪稱行業(yè)標(biāo)桿——講師團(tuán)隊(duì)均具備10年以上Ansys仿真經(jīng)驗(yàn)，且持有Ansys官方認(rèn)證資質(zhì)，深度參與過(guò)電池包熱安全項(xiàng)目，能精準(zhǔn)對(duì)接企業(yè)實(shí)際需求。
在正常工況的熱應(yīng)力管控中，快充場(chǎng)景的熱堆積問(wèn)題尤為突出。電池包快充時(shí)，電芯因焦耳熱溫度從25℃快速升至50-60℃，鋼質(zhì)散熱板與鋁合金電芯的熱膨脹系數(shù)差異達(dá)1.8倍，極易引發(fā)接觸熱應(yīng)力，形成“熱應(yīng)力升高-散熱失效-溫度驟升”的惡性循環(huán)。Ansys通過(guò)兩大核心手段破解這一難題：一是材質(zhì)匹配驗(yàn)證，通過(guò)仿真對(duì)比鋼質(zhì)、鋁合金、鎂合金三種散熱板材質(zhì)的應(yīng)力分布，最終選定鋁合金材質(zhì)，使接觸應(yīng)力從180MPa降至117MPa；二是整體應(yīng)力優(yōu)化，在殼體螺栓處增加硅膠緩沖墊片，將局部應(yīng)力降低30%，徹底避免殼體變形開(kāi)裂。同時(shí)，Ansys可精準(zhǔn)模擬不同充放電倍率下的熱應(yīng)力變化，1C倍率充電時(shí)熱應(yīng)力值為90MPa，2C快充時(shí)增至150MPa，為液冷系統(tǒng)調(diào)控提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。這些實(shí)操技巧，正是技術(shù)鄰培訓(xùn)的核心內(nèi)容，講師會(huì)以企業(yè)真實(shí)電池包模型為案例，手把手指導(dǎo)學(xué)員完成材質(zhì)選型、應(yīng)力優(yōu)化的全流程仿真操作。
展開(kāi) <p>電池包在運(yùn)作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的熱，熱會(huì)在電池包內(nèi)積累，隨著車輛的使用，電池包內(nèi)的部件會(huì)老化損傷，安全隱患極高，如何給電池包散熱就顯得非常重要。本文采用積鼎VirtualFlow對(duì)電芯、冷板以及冷卻液進(jìn)行散熱仿真計(jì)算，分析鋰電池模組穩(wěn)態(tài)散熱效果，并與Fluent軟件結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，表明VirtualFlow與Fluent計(jì)算結(jié)果的溫度偏差控制在3℃以內(nèi)。</p><p><br></p><h1><strong>一、計(jì)算域與網(wǎng)格</strong></h1><p>固體計(jì)算域包括電芯、母排、正負(fù)極、導(dǎo)熱膠以及電池包外殼，流體域?yàn)橐后w冷卻通道。</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/3716d76182524144ac5c6023f53ee1ca.webp" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/3716d76182524144ac5c6023f53ee1ca.webp"></figure></div><p class="ql-align-center">圖1 流體域示意圖</p><p class="ql-align-center"><br></p><p>本算例中，VIrtualFlow采用笛卡爾網(wǎng)格，只需要如下流體域尺寸和設(shè)置加密區(qū)域，即可自動(dòng)生成網(wǎng)格。Fluent的網(wǎng)格采用FluentMeshing進(jìn)行劃分，為多面體網(wǎng)格。
展開(kāi) 
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電池包散熱的最新內(nèi)容
新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺(tái)：電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)試專用方案
在新能源汽車研發(fā)與質(zhì)檢領(lǐng)域，電池包碰撞測(cè)試與電機(jī)耐久測(cè)試是評(píng)估核心部件安全性與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺(tái)作為測(cè)試的核心基準(zhǔn)載體，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能參數(shù)直接決定測(cè)試數(shù)據(jù)的性與測(cè)試過(guò)程的安全性。本文結(jié)合新能源汽車試驗(yàn)平臺(tái)、電池包測(cè)試專用T型槽、電機(jī)耐久試驗(yàn)基準(zhǔn)臺(tái)等高頻關(guān)鍵詞，針對(duì)性解析適配電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)試的專用方案
新能源電池包熱應(yīng)力防護(hù)如何筑牢安全防線？6個(gè)月前
Ansys熱應(yīng)力分析可使電池包散熱板開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)降低30%、熱失控預(yù)警時(shí)間提前8分鐘，構(gòu)建全周期安全防護(hù)體系，技術(shù)鄰依托資深師資團(tuán)隊(duì)打造的定制培訓(xùn)，能讓企業(yè)工程師快速掌握這套核心防護(hù)技術(shù)。
新能源汽車電池包的熱應(yīng)力安全問(wèn)題，是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。電池包在充放電、高溫環(huán)境及熱失控初期均會(huì)產(chǎn)生顯著熱應(yīng)力，若管控不當(dāng)，極易引發(fā)殼體破裂、電芯擠壓短路等嚴(yán)重安全隱患。
三、技能回報(bào)：從“會(huì)操作”到“能落地+可遷移”，單次項(xiàng)目成本直降83%
普通課程的培訓(xùn)效果僅停留在“會(huì)點(diǎn)軟件按鈕”，工程師換個(gè)項(xiàng)目就卡頓——學(xué)完“標(biāo)準(zhǔn)管道熱仿真”，遇到異形電池包散熱問(wèn)題仍無(wú)從下手，最終企業(yè)仍需依賴外部外包，單次熱仿真項(xiàng)目外包費(fèi)用高達(dá)2-3萬(wàn)元，年外包成本超50萬(wàn)元。
電池包是新能源汽車的關(guān)鍵零部件，其耐久性影響著新能源汽車整體的可靠性，按照國(guó)標(biāo)GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行三個(gè)方向上疲勞耐久，測(cè)試從Z軸開(kāi)始，然后是Y軸，最后是X軸。每個(gè)方向的測(cè)試時(shí)間是21個(gè)小時(shí)。
本文基于某車型動(dòng)力電池包，使用
Hypermesh-Optistruct-Ncode聯(lián)合仿真分析手段，進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析。按照振動(dòng)臺(tái)架邊界條件進(jìn)行工況設(shè)置
任何更多需求，請(qǐng)聯(lián)系客服人員或者作者，都能給您細(xì)致、專業(yè)的定制化技術(shù)服務(wù)指導(dǎo)。
在現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中，墜落測(cè)試模擬是一種重要的手段，用于評(píng)估產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中可能遭受的沖擊和碰撞。Ansys Workbench中的LS-DYNA模塊提供了一個(gè)高效且便捷的墜落測(cè)試模塊，能夠幫助工程師快速完成相關(guān)模擬，從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)并提高其可靠性。本文將以電池包墜落為例，詳細(xì)介紹如何使用LS-DYNA的墜落測(cè)試模塊進(jìn)行仿真分析
<p><span style="color: rgb(64, 64, 64);">在LS-DYNA中開(kāi)展電池包擠壓模擬，通過(guò)仿真手段全面評(píng)估電池包在極端載荷下的結(jié)構(gòu)安全性和失效行為。</span></p><p>通過(guò)本帖子提供的k文件，讀者可以學(xué)到：</p><h3>（1）材料模型的選擇及失效準(zhǔn)則定義</h3><h3>（2）復(fù)雜接觸定義方法</h3><h3>（3）動(dòng)態(tài)載荷與邊界條件設(shè)置</h3><p><
一、背景介紹
動(dòng)力電池系統(tǒng)上包含了許多密封結(jié)構(gòu)，在雨季車輛過(guò)積水路面或者電池包熱失控氣體膨脹時(shí)均可能導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)失效帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，已成為電池包密封結(jié)構(gòu)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。
Ls-dyna是一款以顯示動(dòng)力學(xué)分析為主的數(shù)值模擬軟件，該軟件內(nèi)置了多種材料本構(gòu)，對(duì)于不同工程應(yīng)用場(chǎng)景均提供了豐富的解決方案。
二、解決方案
基于Ls-dyna密封圈壓縮仿真通過(guò)輸出密封圈壓縮率可以有效識(shí)別評(píng)估電池包密封結(jié)構(gòu)是否有失效風(fēng)險(xiǎn)
對(duì)于自然風(fēng)冷散熱的電池包，電池箱必須是完全密封的，在箱體或者箱蓋上設(shè)有透氣不透水平衡閥，起到平衡內(nèi)外壓力、防爆的作用； 對(duì)于靠強(qiáng)制風(fēng)冷的電池包，除了通風(fēng)孔處，其余位置不允許發(fā)生泄露；電池箱的上下蓋必須加密封圈、電氣件接插口和進(jìn)出口風(fēng)道的位置必須加密封墊。
目前市面上的電池包中，主要有三大類密封圈。
一、背景
動(dòng)力電池系統(tǒng)上包含了許多密封結(jié)構(gòu)，在雨季車輛過(guò)積水路面或者電池包熱失控氣體膨脹時(shí)均可能導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)失效帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，已成為電池包密封結(jié)構(gòu)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。
二、解決方案
基于Ls-dyna密封圈壓縮仿真通過(guò)輸出密封圈壓縮率可以有效識(shí)別評(píng)估電池包密封結(jié)構(gòu)是否有失效風(fēng)險(xiǎn)。
三、仿真思路簡(jiǎn)述
1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過(guò)程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程
電動(dòng)汽車以電能為能源，將所需的電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池系統(tǒng)中。動(dòng)力電池包是電動(dòng)汽車的核心部件，為整車提供電能存儲(chǔ)，是新能源汽車的動(dòng)力源泉。
汽車電池包線束是動(dòng)力電池系統(tǒng)電路的網(wǎng)絡(luò)主題，主要分為動(dòng)力系統(tǒng)高壓線束和動(dòng)力系統(tǒng)低壓線束。
一般的電池包低壓線束承載著模組通信、模組采樣和電池管理等功能。電池包低壓線束一般分為模組通信線束、模組采樣線束、BMS線束等。這里結(jié)合實(shí)際工作中的經(jīng)歷和遇到的困擾
