​新能源汽车电池包冷却液散热分析仿真

新能源汽车电池包冷却液散热分析(图1)

业务内容:

热管理工程咨询:新能源电池包散热分析、电子元器件散热分析、太阳辐射分析等热管理开发有限元分析


散热分析应用价值:

  驱动精益设计和快速开发流程,可以大量的节省开发成本,缩短开发周期。电池组中聚积的热能不仅导致电池过热, 甚至会造成安全风险。 因此, 为使电动汽车动力电池组进行有效散热, 并令各电池模块工作在适宜的温度范围内, 且保持各电池模块温差的一致性, 从而提高动力电池组性能, 故而在进行电池组结构设计时必须采取冷却装置。应用有限元分析工具来优化设计方案。

新能源汽车电池包冷却液散热分析(图1)

散热分析应用案例:

  电动汽车电池系统的电池组通常由大量的电池单体组成, 并用串联或并联连接多个电池单元, 构成所需的电压和容量。提高电池组的性能对电动汽车有着重要的意义, 而电池组性能受到其组内各单体温度均匀性的严重影响, 在工作过程中电池 组内各电池模块内部会呈现出较强的差异性, 使其组内各电池 的温差过大, 从而扩大电池阻值和容量的差异性。 电池的寿命和性能在长期处于这种工作状态下, 也会因电池可能发生充放 电过度而产生不利的影响。 此外, 电池组不良的散热设计会在充放电期间引起热能聚积。


电池包散热分析仿真结果:电池包热分布与冷却系统热循环结果 

  根据冷却流体分析仿真数据快速地选择出冷却、加热和保温方式;在冷却子系统设计阶段,可以对Pack、模组或电池(带冷却子系统)进行热场和流场仿真分析,根据散热仿真结果确定冷却通道设计、冷却介质、冷却入口温度和流量以及风扇或泵的参数等。动力电池热管理仿真过程中前处理技术几何清理、网格划分、仿真边界和热管理策略输入、电池模块是仿真的难点,特别对于电池模块的电化学仿真。

散热分析.gif电池包冷却系统流体分析

电池热管理系统主要要求如下:

1.避免热失控,有害气体产生时的有效通风
2.高温环境中有效散热
3.低温环境中迅速加速或者保温
4.减小电池温度差异,保证电池温度均匀性
5.电池温度的准确测量和监控


动力锂电池热管理系统的设计目标有两个:
1.电池包内部维持在合理温度范围内;
2.不同电芯温差尽可能小。


冷却系统结构优化方向:

  对与液冷系统来说,液冷板工作的原理是:电池工作产生的多余热量,通过与板型铝质器件表面接触的方式传递,液冷系统利用液体流动换热系数较大的特性,依靠液体流动转移高热量,最终被器件内部流道中通过的冷却液带走。那么它的尺寸设计、流量设计、冷却面积设计这里就不在细说。为了保证系统温度一致性,冷却结构设计利用仿真工具和试验不断的优化,可以从下面几个方面进行优化:
a) 优化集流管  b) 调整冷板的宽度  c) 调整冷板的内部流通截面  d) 调整主管道的管径  e) 调整支路管道的管径

      动力电池是电动汽车的能量来源,在充放电过程中电池本身会产生一定热量,从而导致温度上升,而温度升高会影响电池的很多特性参数,如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。高温将大大降低电池的日历寿命,从而影响到整车的性能和使用寿命。温度过低也会使得动力电池容量下降,充电时间过长,从而影响电动车的性能。锂电池Pack设计中往往会借助热流体仿真分析来辅助工程师完成pack热管理系统设计,借助散热仿真分析工具,大部分的Pack热管理设计工作和部分测试工作都可以在电脑上完成。大量的设计、制造、测试工作可以被省略,Pack设计的成本也会大幅度下降。


电池热管理开发流程介绍

如下是电池热管理在开发时的简单的一个流程,共7个步骤,包括热管理设计目标和要求,系统结构件的设计、散热仿真模型验证,系统和整车测试验证。

 

新能源汽车电池包冷却液散热分析仿真(图5)


散热分析收费标准:

  依据具体项目难度情况核算报价,由于cae分析涉及广泛,工程差异性以及测试项目各有不同,涉及有限元分析类型、其难度系数差异性,无法统一标准项目价格。以顾客需求为导向,为每一位顾客制定推荐最适合的产品方案。诚信为重,品质至上,用心服务,赢得信赖。


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