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電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池包熱管理仿真技術(shù),提升企業(yè)模型通用性
導(dǎo)讀:作為新能源汽車的核心組件,車用鋰離子動(dòng)力電池特殊的物理特性決定其熱特性,不僅影響電池的性能、壽命、安全,同時(shí)也影響著能量使用效率以及成本。
鋰離子動(dòng)力電池包熱管理分析是整車開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)驗(yàn)證的關(guān)鍵環(huán)節(jié),基于熱、CFD 的熱管理仿真技術(shù)大量的應(yīng)用于車用電池包前期開(kāi)發(fā)驗(yàn)證中,以縮短開(kāi)發(fā)周期,降低開(kāi)發(fā)成本。作為新能源汽車的核心組件,車用鋰離子動(dòng)力電池特殊的物理特性決定其熱特性,不僅影響電池的性能、壽命、安全,同時(shí)也影響著能量使用效率以及成本。
為規(guī)范鋰離子動(dòng)力電池包熱管理仿真,提升企業(yè)模型通用性,推進(jìn)行業(yè)整體發(fā)展,助力我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,整車及電池包的熱管理設(shè)計(jì)、制造及驗(yàn)證,在整車開(kāi)發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要。
然而,因?yàn)闊峁芾矸抡嬖O(shè)計(jì)的因素眾多,目前各企業(yè),包括整車廠及動(dòng)力電池廠因采用的仿真軟件以及操作指南、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)存在很大的差異,造成最終結(jié)果的差異,這就造成產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及模型傳遞及使用過(guò)程的阻礙及結(jié)果不一致的錯(cuò)誤。
因此,急需結(jié)合電池及電池包自身特性、從綜合性、實(shí)用性角度開(kāi)展電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池包熱管理仿真技術(shù)規(guī)范,以規(guī)范建議形式引導(dǎo)行業(yè)熱管理仿真的統(tǒng)一規(guī)范性發(fā)展。
日前,由國(guó)聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院有限責(zé)任公司提出,中國(guó)工業(yè)合作協(xié)會(huì)歸口,廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、欣旺達(dá)動(dòng)力科技股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司等組織共同參與編制了《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池包熱管理仿真技術(shù)規(guī)范》,其規(guī)定鋰離子動(dòng)力電池包三維熱管理仿真的通用流程,包括幾何處理、網(wǎng)格控制、邊界條件處理等技術(shù)處理內(nèi)容。
電動(dòng)汽車用鋰離子電池包熱管理仿真流程主要包括仿真目標(biāo)、仿真規(guī)劃、模型幾何處理、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理、熱管理策略處理、計(jì)算、后處理。其中,仿真目標(biāo)為液冷型車用電池包三維高精度多工況熱管理設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證,涉及物理場(chǎng)主要包括電池產(chǎn)熱、匯流排歐姆產(chǎn)熱、固體熱傳導(dǎo)、流體計(jì)算、熱交換等。
模型幾何處理中提到幾何構(gòu)建,即電池包內(nèi)部大的空氣域,進(jìn)行實(shí)體建模,包括壓鑄類中空零件內(nèi)空氣,如不確認(rèn)影響程度,采用分析流程A.3進(jìn)行辨識(shí)。根據(jù)實(shí)際情況區(qū)分固體空氣域和流場(chǎng)空氣域。
電芯幾何處理要求,則無(wú)論是方形、圓柱、還是軟包,電芯結(jié)構(gòu)主要由芯胞、外殼、匯流組件構(gòu)成,為保證準(zhǔn)確定,減少計(jì)算資源,將電芯簡(jiǎn)化處理成外殼、芯胞、匯流組件,確保產(chǎn)熱、傳熱的準(zhǔn)確性。
對(duì)于其他,如零部件與零部件之間的接觸設(shè)置,優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)拓?fù)涔蚕?,以減少網(wǎng)格及接觸,提高計(jì)算效率,存在接觸熱阻零部件需進(jìn)行接觸熱阻設(shè)置。
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