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基于Flotherm的电池包热仿真分析

发布者:admin   发布时间: 2020-12-14 浏览次数:

 在国家节能环保的号召下,电动汽车越来越普及,厂商们在电池包的设计上下足了功夫,而电池包热管理对性能和安全更是起着决定性的作用。

 

 电池的热管理是电池管理系统的重要组成部分,其主要功能是通过冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正常工作温度范围。电池热管理系统的功能主要包括: 
1)电池温度的准确测量和监控;
2)有效的散热和降温功能;
3)低温条件下的快速加热,使得电池系统处于正常运行的温度范围;
4)保证电池组温度的均匀分布,降低单体电池温度差异性。

 

热管理系统设计目标是根据整车典型的运行工况和锂离子电池的发热功率,选择合适的热管理方式,基于电池的温度特性合理设计热管理策略,保证电池包内各个电池都工作在合理温度范围内,同时尽量维持电池包内各个电池及电池模组之间的温度均匀性。


在多种条件限制下,平衡协调电池包各性能指标,寻求更优的电池包热设计,对电池包进行热仿真分析必不可少。

下面就为大家介绍一个强迫风冷热仿真案例,看看该如何进行电池包热仿真。

 


分析中采用的前提和假设

 

电导率的设置

电导率的设置:如果是单一材料部件,如外壳等,根据部件所使用的实际材料的导热率给定;如果是复合材料部件或多种材料组合的部件,而在3D模型中是通过简化模型绘制的,则材料导热率,按照集总参数法,根据经验和理论折算给定当量导热系数,如电芯等。

 

     电池包温度监控点位置

 

 

 

      工况设置

 

40℃环境下快充充满高速:1C恒流恒压充电,0.87C放空(100公里时速)

 

 

     功耗设置

 

 

功耗随时间变化曲线图

 

 

     温度曲线(40℃环境温度)

 

 

 

各监控点温度随时间变化曲线,充电时最高温度约为48.6℃,充电结束温度最高值约为45.9℃,放电峰值最高温度为52℃,放电结束最高温度约为52℃。放电30分钟时温度为48.6℃。

 

 

     放电终了温度截面云图(Y方向)

 

 

 

     放电终了温度截面云图(Z方向)

 

 

 

 

     单一模组(模组5)放电终了温度分布

 

 

 

     风流粒子图

 

 

 

利用Flotherm仿真软件,通过对电池包的热仿真分析,可以预测电池温度在放电过程中的变化趋势,检验电池包的散热性能,为电池包的设计提供理论依据。

 

深圳市有限元科技有限公司(简称“元王”)是一家计算机辅助工程CAE为主业,以工程仿真软件开发为核心,集CAE仿真软件销售、CAE仿真咨询、CAE培训、CAE软件二次开发为一体的国家高科技企业。

 

公司成立于2007年,不仅是Flotherm、Abaqus、Hyperworks、Moldex3D等世界知名CAE软件的代理商,还是CAE仿真应用综合解决方案提供商。深耕CAE领域十三载,依托深厚的CAE技术背景和丰富的工程经验,为华为、中兴、三一重工、一汽、格力、大族激光等1200多家客户提供高水平的CAE工程咨询服务,获得客户的高度认可。

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