汽車行業(yè)電池?zé)峁芾鞢FD分析方案

1、汽車行業(yè)電池?zé)峁芾鞢FD分析方案技術(shù)創(chuàng)新，變革未來目錄 Contents12背景簡介電池?zé)峁芾黹_發(fā)流程34電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享問題討論二、電池?zé)峁芾黹_發(fā)流程1.確定熱管理系統(tǒng)的目標(biāo)和要求2.測量或估計(jì)電芯、模組及整包的生熱和熱容量3.熱管理系統(tǒng)首輪評估4.預(yù)測模塊和電池包的熱行為5.初步設(shè)計(jì)熱管理系統(tǒng)6.設(shè)計(jì)并進(jìn)行熱管理系統(tǒng)及整車試驗(yàn)7.熱管理系統(tǒng)的優(yōu)化整包溫差、模組溫差、平均溫度，獲取電芯串并聯(lián)方式電芯電流、比熱容冷卻結(jié)構(gòu)、工質(zhì)、流量流場、溫度場仿真部件選型、策略制定仿真模型驗(yàn)證、系統(tǒng)測試及整車測試26目錄 Contents12背景簡介電池?zé)峁芾黹_發(fā)流程3電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享

2、4問題討論 散熱介質(zhì)的選擇 散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 散熱系統(tǒng)的排布 水泵選型 加熱裝置的選擇 Chiller的選型 熱管理策略制定 冷卻系統(tǒng)流動分析流阻分析流動均勻性分析 電池模組溫度場穩(wěn)態(tài)分析 電池模組溫度場瞬態(tài)分析 整包溫度場穩(wěn)態(tài)分析 整包溫度場瞬態(tài)分析三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享三維一維3.1 CFD工作概覽CFD所涉及的階段3.熱管理系統(tǒng)首輪評估4.預(yù)測模塊和電池包的熱行為5.初步設(shè)計(jì)熱管理系統(tǒng)7.熱管理系統(tǒng)的優(yōu)化物性參數(shù)收集三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享3.2 水路流場分析優(yōu)化集流管調(diào)整水排的寬度調(diào)整水排的內(nèi)部流通截面調(diào)整主管道的管徑調(diào)整支路管道的管徑在整包水路設(shè)計(jì)中對以上設(shè)計(jì)變量進(jìn)行

3、 優(yōu)化，設(shè)計(jì)優(yōu)化最終結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。流量分配是電池包熱管理設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)的 基礎(chǔ)，高精度的仿真與設(shè)計(jì)目標(biāo)吻合是為后 期整包溫度均勻性設(shè)計(jì)提供最有效的保障。各模組流量分配 已刪除水泵揚(yáng)程 已刪除水泵揚(yáng)程三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享3.3 電池包熱管理系統(tǒng)流量匹配整包流阻計(jì)算輔助部件P-Q 曲線收集水泵性能參數(shù)流 量 匹 配 計(jì) 算電池包冷卻系統(tǒng)（一維模型）水泵不同轉(zhuǎn)速下的流量各個(gè)部件的數(shù)據(jù)精度將直接影響最終的整 包流量（整包流阻精度，試驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)）。三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享3.4 溫度場仿真分析為了提高精度調(diào)整了以下三部分：1.加入電芯正負(fù)極極耳將極耳部分單獨(dú)分出，賦予發(fā)熱功率 及相關(guān)

4、材料屬性加入了匯流排極耳處有匯流排連接匯流排除了除了有電芯間溫度均衡作用， 還具有冷卻作用，是良好的導(dǎo)熱材料改善后溫度分布改善前溫度分布計(jì)算中極耳處溫度相同而且溫度偏高， 是因?yàn)樵摫砻婕虞d了相同的邊界條件。電芯溫度 已刪除三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享3.5 電池包熱管理試驗(yàn)結(jié)果仿真數(shù)據(jù)誤差較大需要進(jìn)行數(shù)據(jù)修正：1.修正方法通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對比2.通過最小二乘法對冷卻液帶走熱量進(jìn)行修正3.計(jì)算結(jié)果對整包電池冷卻液帶走的熱量進(jìn)行預(yù)測， 預(yù)測曲線與試驗(yàn)曲線相吻合4.修正后的結(jié)果將進(jìn)行下一步驗(yàn)證計(jì)算仿真計(jì)算誤差較大的主要不確定因素：1.電池?zé)嵩垂浪?.進(jìn)水溫度為恒定值Pack試驗(yàn)與仿真結(jié)果對

5、比 已刪除三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享電池包熱管理策略仿真一維軟件與三維軟件耦合分析熱管理策略優(yōu)化分析：電池包加熱的時(shí)間要求電池包溫升得到有效控制模組及整包的溫差要求熱管理系統(tǒng)的能量消耗熱管理系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的影響整車一維模型三維電池包模型三維前端進(jìn)氣模型三維乘員艙模型單體級仿真：單體電芯模型標(biāo)定模組級別仿真：模組熱管理性能預(yù)測整包級別仿真：整包熱管理性能預(yù)測三、電池?zé)峁芾鞢FD分析案例分享3.7 電池包正向開發(fā)將單電芯引入模組并加冷卻 結(jié)構(gòu)，對該模塊的熱管理性能進(jìn) 行預(yù)測，為熱管理設(shè)計(jì)提供技術(shù) 支撐。離散電池單元，根據(jù)歐姆定律和泊松定 律確定電壓、電流、內(nèi)阻、發(fā)熱量在單電芯 內(nèi)的分布。根據(jù)自然對流加載對流換熱系數(shù)，與電 池上溫度傳感器進(jìn)行溫度標(biāo)定。電流分布電壓分布溫度分布試 驗(yàn) 值 標(biāo) 定將多個(gè)模組加入整包模型當(dāng) 中，并加入整車熱管理模型，對 能量管理進(jìn)行預(yù)測，并推進(jìn)能量 管理設(shè)計(jì)。初次仿真 已刪除標(biāo)定后的仿真 已刪除四、問題討論方法二（等效電路模型）進(jìn)行電芯HPPC測試在BDS中擬合，得到等效電路模型參數(shù)BDS中設(shè)置電芯尺寸及容量等相關(guān)參數(shù) 進(jìn)行方法一中的 2、3、4步驟4.1 較為先進(jìn)的電池?zé)峁芾矸抡娣椒ǚ椒ㄒ唬娀瘜W(xué)模型） BDS建立電芯模型，并完成循環(huán)工況的 設(shè)置 把電芯模型和循環(huán)工況導(dǎo)入Star CCM+， 設(shè)置串并聯(lián)電路及電芯空間位置關(guān)系， 并