新能源动力电池热流体仿真分析涉及面广、难度大,对一个新手来说,很难在短时间内,涉及到每个板块的内容,动力热管理仿真不仅仅是仿真过程学习,也是热管理设计学习,如果靠自己摸索,从新手到能独立建立动力电池热仿真模型,将会是一个漫长的过程。下面分析动力电池仿真前处理进行分析:
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,在热管理系统设计阶段,可对Pack、模组或电池进行热场仿真分析,根据仿真结果快速地选择出冷却、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)进行热场和液冷系统的设计目标为:在指定工况下运行,电池系统内部电芯的最大温度小于50℃;电芯之间的温差小于等于5℃;液冷系统的压降小于10kPa,依据下图电芯单体的产热数据,计算在1c满放的情况下电池系统的产热功率。
下图为在常温高速行车工况电池温度随着时间变化的温度云图,该工况模拟了一般常温条件下,驾驶员在高速上高速行车。初始环境温度为20℃,当监测点最低温度大于38℃开启冷却系统,冷却液单个进口流量4L/min,入口温度22℃。下图为常温行车电芯监测点温度变化曲线,总个工况分为两个工作过程,分别为0-3368S液冷系统未开启的第Ⅰ阶段和3369s-3600s液冷系统开启的第Ⅱ阶段。
在第Ⅰ阶段,电芯温度随着放电进行持续升高,在第3368s最低温38℃,温差3.1℃,满足系统设计目标5℃;在第Ⅱ阶段的第3369s开始液冷系统进行冷却,但温度还继续升高,一方面由于热惯性的存在,另一方面,由于电芯放电末端发热量倍增,导致开始冷系统后电芯温度继续上升主要因素。
到了3548s由于冷却系统作用电芯的温度出现下降。整个过程最高温度42.7℃,最大温差3.2℃,满足设计目标。
来源:新能源热管理技术