電池冷卻
關注創建者：匿名 創建時間：2022-03-18
電池冷卻的視頻教程
關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真
關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真相關說明
免費 1小時53分鐘 216播放
查看
HyperWorks CFD仿真案例：電池包冷卻分析
（課程相關文件見附件） Altair 官方微信平臺 最新、最及時的活動和培訓訊息；全原創干貨技術專題；前沿解決方案分享 欲了解更多信息，歡迎訪問： www.altair.com.cn
免費 30分鐘 55播放
查看
動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案【微信公眾號：艾迪捷】
電池組冷卻及熱失控主題概述 2. CONVERGE對電池組冷卻及熱失控的CFD分析方法 3. 熱失控燃燒分析案例演示
￥99 1小時16分鐘 339播放
查看
電池冷卻的實例教程
因為高溫會使電池的循環壽命明顯降低，同時在高倍率充電時也不安全。目前市面上的新能源車電池，主要有4種電池冷卻方式，分別是自然冷卻、風冷和液冷、直冷這四種。
汽車電池熱管理冷卻方式介紹
自然冷卻
自然冷卻是最基礎和最簡單的冷卻方式，?是依賴環境溫度進行散熱的被動方式，?利用空氣的自然對流來散熱，不需要額外的能源輸入。
?這種方式優點是成本低、?無能耗且不需要額外空間，?缺點是散熱效率較低，?適用于早期的新能源車型。??
風冷系統
風冷是通過增加風扇來主動促進空氣流動，?提高散熱效果。
?風冷系統的優點是成本低、?能耗低，?且技術成熟，?易于控制和維護。?缺點是其冷卻效果仍然受到環境溫度的影響，?且在需要加熱電池的寒冷天氣中，?還需要額外的加熱系統。?
液冷系統
液冷通過冷卻液在電池組中的循環流動來實現高效散熱，?類似于電腦CPU的水冷散熱系統。
?液冷系統的優點是冷卻效率遠高于風冷，?而且可以通過加熱冷卻液來同時實現電池的加熱。缺點是液冷系統相對較重，?會占用一定的電池空間，?且后期維護成本較高。???
直冷系統
直冷系統直接將制冷劑引入電池冷卻管道中，?實現高效的熱交換。
?直冷系統的優點是冷卻效率極高，?同時在加熱電池方面也有出色表現。?其體積小、?成本低于液冷系統，?缺點是技術難度相對較高，?需要確保高壓下的密封性能。???
目前汽車電池熱管理主流冷卻方式是液冷。?液冷系統的高效、?靈活和可靠的熱管理能力使其成為目前最主流的動力電池冷卻方式。?
汽車電池冷卻常見問題
哪種冷卻方式的成本高？
新能源汽車電池冷卻方式中，液冷系統由于涉及更多的組件和復雜的循環系統，所以其成本相對較高。?同時，?液冷系統可能需要更頻繁的維護和檢查，?因為液體泄漏可能會導致冷卻效率下降或損壞電池。?
展開 1概述
電池作為純電動車的動力元件，直接影響到車輛的續駛里程、壽命和整車性能。對于純電動車來說，動力電池的充放電可能隨時進行。充放電是典型的電化學過程，其伴生的反應熱很容易引起電池組內100℃以上的溫差，如不及時散熱，對充放電過程、電池的可靠性和壽命都有極大的負面影響，電池熱效應問題也會影響到整車的性能和壽命。目前對動力電池冷卻主要是:保證充放電時產生的熱量及時散出;各模塊間溫度分布均勻。因此，本文以國內某輕型商用純電動車用磷酸鐵鋰電池包為研究對象，對現有電池冷卻方案進行了性能試驗對比和數據分析，確定了電池包冷卻的最終方案。
2動力電池冷卻方案
動力電池的冷卻主要有風冷、制冷劑冷卻和水冷三種方式;與其他兩種冷卻技術相比，風冷方式技術更成熟，其研發、制造成本相對較低，周期短，目前被廣泛采用，國內目前市場上的純電動汽車也主要以風冷為主。風冷方式又分自然冷卻和強制冷卻。因此，某輕型商用純電動車型動力電池也選擇風冷方式，設計了強制冷卻和自然冷卻兩種風冷方式。強制冷卻是由鼓風機將乘員艙內被空調冷卻的25～30℃空氣抽進電池箱體，通過電池箱體內部強制對流帶走電池散發的熱量，最后排入環境中。自然冷卻無單獨冷卻系統，僅依靠自然對流散熱，該方式電池溫度高，但成本低。
為滿足車輛總重量大、續駛里程長的要求，該車型選用磷酸鐵鋰電池電容量達75kWh。因在現有成熟車型上進行動力總成改型設計，受車體空間影響，電池必須安放在地板下，且電池模塊必須分別放置在前后兩電池箱內才能滿足安裝要求。電池包冷卻方案結構示意圖如圖1。
展開 來源 | electrive.com
德國汽車供應商馬勒發布了一款新型電池冷卻板，并認為這是一次“技術飛躍”。該公司的工程師從大自然中汲取靈感，開發了一種冷卻通道仿生結構，使冷卻劑能夠以不同的方式流動。
馬勒表示，這顯著提高了冷卻板的熱力學性能和結構機械性能，具體來說，其冷卻能力提高了 10%，且壓力損失降低了 20%。這有助于將電池保持在最佳工作溫度范圍內；在鋰電池中，即使在快速充電等極端條件下，電池溫度也不應超過 40 攝氏度。同時，所有電池的溫度分布必須盡可能均勻，這就是流通板的用武之地。
這種新設計可根據需求控制冷卻劑流量，特別是對于電池單元和冷卻劑之間的微小溫差，較慢的流速可以改善傳熱。馬勒表示，其仿生電池冷卻板的工作效率非常高，溫度范圍可以降低 50%，峰值溫度也可以顯著降低。這使得電池效率更高，并且可以更快、更安全地充電，從而延長使用壽命。
馬勒還指出了仿生結構的設計優勢。受珊瑚啟發，工程師們在新的制造工藝中使用更薄的材料，并消耗更少的能量。馬勒全球熱管理開發主管Uli Christian Blessing 博士表示，該種新型電池冷卻板對提升冷卻技術具有出色的效果，并且在結構穩定性方面具有巨大優勢，馬勒將于 2023 年 9 月在慕尼黑 IAA Mobility 上首次展示其新型仿生電池冷卻板。
展開 此外，冷卻液入口溫度也是影響電池熱管理系統散熱能力的重要因素，降低冷卻液入口溫度可以增加電池組與液冷板之間的溫差來強化換熱。本文分別分析冷卻液質量流量和入口溫度2 個變量對電池組溫度場的影響。
首先，設定冷卻液入口溫度為20 ℃，改變冷卻液質量流量為0.25、0.30、0.35、0.40、0.45 kg/s 進行仿真模擬，仿真結果如圖8 所示。
從圖8 可以看出，電池組最高溫度θmax 隨冷卻液質量增加而降低，但隨著冷卻液質量流量增加，下降幅度逐漸減小。因為冷卻液流量增加對換熱系數的影響逐漸減小，所以電池組散熱增量也逐漸減小。電池組的最大溫差Δθmax 隨冷卻液質量流量增加而減低，這是由于冷卻液質量流量增加，冷卻液溫度分布均勻性均更好。當冷卻液質量流量從0.25 kg/s 增加到0.45kg/s 時，模型2 電池組最高溫度θmax 從38.23 ℃降低到36.67 ℃，模型2 電池組最大溫差Δθmax 從13.05 ℃降低到11.98 ℃，電池組的散熱效果得到改善。模型2 的電池組最高溫度與模型1 相比，下降幅度維持在0.24 ~0.26 ℃，模型2 的電池組最大溫差與模型1 相比，下降幅度維持在0.06 ~ 0.27 ℃，在電池組散熱方面，模型2 的液冷板具有更佳的效果。
3.5 冷卻液入口溫度對電池組溫度場的影響
設定冷卻液質量流量0.25 kg/s，調整冷卻液入口溫度分別為10、15、20、25 ℃，對電池組進行仿真計算，結果如圖9 所示。
從圖9 可以看出，冷卻液入口溫度θin 從25 ℃減低到10 ℃時，模型2 的電池組最高溫度從37.99 ℃降低到28.35 ℃，但是模型2 的電池組最大溫差從13.05℃增加到13.31 ℃。
展開 來源 | XING Mobility官網
近日，先進電動汽車電池系統的領先供應商XING Mobility憑借其下一代浸沒式冷卻技術在CES 2024上掀起波瀾。XING Mobility由特斯拉和松下的資深人士創立，自2015年以來一直處于這種改變游戲規則的電池熱管理方法的最前沿。
浸沒式冷卻是一種改變游戲規則的電池熱管理方法。XING不依賴傳統的空氣或液體冷卻系統，而是將電池浸入特殊的介電液中。這種流體專為實現最佳傳熱而設計，直接包圍并包裹每個電池，確保均勻和快速的冷卻。
XING Mobility在CES 2024上的展示了三個全球領先的技術：
IMMERSIO?電池到電池組（CTP）架構：這種創新設計擁有高達200 Wh/kg的重力能量密度和高達400 Wh/L的體積能量密度，是世界上最高的。這一突破允許在不犧牲空間的情況下顯著提高乘用車的電池容量，從而有效地解決了里程焦慮問題。
IMMERSIO? XM25 電池系統：XM25 是首款量產的浸沒式冷卻電池組，可提供 25 kWh 的功率，可用于車輛和儲能系統 （ESS） 應用。廣泛的測試確保了其可靠性、環境適應性和高效的功率輸出。
史無前例的安全測試結果：XING Mobility將展示在100%充電狀態下對IMMERSIO?電池組進行的嚴格的針刺穿透安全測試的結果。值得注意的是，浸沒式冷卻技術成功地控制了熱失控，防止了火勢蔓延。該測試證明了XING Mobility電池無與倫比的安全性和穩定性。
XING Mobility在CES上的首次亮相恰逢其戰略性進入美國市場。此舉得益于久保田最近的投資和美國政府對清潔能源的關注，使XING Mobility能夠利用快速增長的電動汽車和工程機械市場。
展開 
電池冷卻的相關專題、標簽、搜索
電池冷卻的最新內容
系統環境可靠性與安全性評價： 通過環境可靠性實驗室，提供嚴苛的電導率生命周期管控閾值測試（如新國標推薦的≤300 μS/cm），并能夠執行冷卻液與電池包內部橡膠、塑料密封件在80°C及以上環境中的長期相容性老化評估。同時開展低溫消泡性能測試，以保障流場的均一性，杜絕微觀氣蝕與局部熱點隱患。
為準確分析Skai氫燃料電池的冷卻系統，需要開展仿真工作以對冷卻系統回路進行建模，該回路包括輸送水的泵、先進的散熱器、去除小顆粒的過濾器、軟管、中間冷卻器、壓縮機的冷卻系統、以及所涉及的一切物體的精確幾何結構。Alaka'i工程負責人Finn Arcadi表示：“Ansys工具擁有足夠的廣度，能夠全面覆蓋整個分析范圍，并保證高保真度。”
Sumitomo Riko正在使用SimAI來提升計算密集型任務的處理速度，如抗振動設計和探索、電池冷卻、磁場分析和混合傳熱分析。
Sumitomo Riko是一家全球領先的高性能橡膠汽車零部件制造商。為了確保車輛行駛過程中的安全與平穩，工程師必須了解系統中各種零部件在極端載荷和應力源下的性能表現。
參考案例-電池-電熱建模：電池包冷卻
參考案例-電池-熱失控：電池包放熱和通風
參考案例-電池-Simcenter STAR-CCM+ Batteries：電芯熱分析
參考案例-電池-圓柱型電池單元：電池單元熱分析
參考案例-電池-鋰離子電池單元模型：電池單元電化學分析
· 電機與電控 (eMotor & Inverter)：分析電機水套冷卻效率和控制器的散熱性能。
●基于Hyperworks和Ls-dyna的電池包擠壓之焊點失效模擬仿真分析（含模型文件、對比分析及相關指導）
●汽車電池熱管理冷卻技術分析（含視頻詳細講解）
和傳統汽車相比較，新能源純電動汽車的熱管理系統中存在諸多金屬件，例如電池冷卻系統中的水冷板、電驅冷卻系統中的散熱器等。因此在冷卻液中必須添加防銹劑，以保證其具備良好的防腐蝕性能。
（??添加客服回復【VI】進群??）
更多福利、行業內精彩直播、研討會，添加技術鄰客服，及時獲取~
如您需要仿真服務、對認證感興趣，有任何問題，也可聯系技術鄰客服詳細咨詢~
往期推薦：
汽車行業解決方案 | 解決汽車開發的復雜性，基于STAR-CCM+最小化空氣阻力、增加續航里程
汽車電池熱管理冷卻技術分析（含視頻詳細講解）
高速列車-橋梁-軌道聯合仿真難點分析講解（含23講詳細視頻教程
更多福利資料領取、行業內最新研討會預約、仿真服務 ， 掃碼添加技術鄰客服 詳細咨詢~
（??掃描二維碼添加客服詳細咨詢??）
往期推薦
基于Hyperworks和Ls-dyna的電池包擠壓之焊點失效模擬仿真分析（含模型文件、對比分析及相關指導）
汽車電池熱管理冷卻技術分析（含視頻詳細講解）
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
__biz=MzI2NzMyNjI2Nw==&mid=2247639682&idx=4&sn=7db8c0e7fd2b0b02408e577c0fb0b78f&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">汽車電池熱管理冷卻技術分析（含視頻詳細講解）</a></p><p><a href
目前市面上對于電池的冷卻形式多種多樣，按冷卻介質不同主要可以分為風冷冷卻、液冷冷卻、相變冷卻以及直冷冷卻。
其中直冷冷卻，又稱為制冷劑直接冷卻或冷媒直冷，可以將電池冷卻系統和汽車空調系統直接結合在一起，直接將制冷劑回路中的一個蒸發器用作電池的直冷板，可以有效降低系統復雜度，因而冷媒直冷是目前具有良好發展前景的冷卻方法，已逐步在市場一些量產產品上可以看到應用。
