電池包安全性與熱管理模擬

電池包建模與安全性模擬分析

在能源技術變革和科技的驅動下,全球範圍內,鋰電池產業化,以及行業應用已經進入爆發期。中國新能源汽車保有量日趨龐大。國標 (GB38031-2020) 和 CNCAP 2021 等,都對電池包,以及新能源汽車的測試和安全提出了更苛刻的要求。

針對國標 (GB 38031-2020) 連續衝擊,模擬碰撞,側向壓縮等要求,Radioss 求解器提供准靜態分析、連續衝擊分析方法,可實現連續衝擊過程中的電池包結構損傷累計實現模擬與物理實驗對照。Radioss 求解器提供鋼、擠壓鋁、複合材料、凱夫拉纖維、焊點、粘膠等電池包模擬所需的材料本構以及失效模型,可有效模擬碰撞過程中,材料失效。

Altair 與電池領域專家合作,開發了 HyperWorks 軟體平臺下的多尺度多物理場模擬方法,可用於預測電池在新能源汽車碰撞過程中的安全邊界。基於 HyperWorks 多物理模擬求解器,結合大量物理實驗資料,構建了基於結構-熱多物理場模擬模型。使用 RVE (參考體積單元)方法,從微觀級別構建電池機械-電-熱模型,通過多尺度方法獲得電芯宏觀機械-電-熱模型,使得電芯-模組電池包-整車,多尺度模擬成為現實。HyperWorks 可有效評估內短路-熱失控安全邊界,為實現電池熱失控的提前預警提供了有效評判標準。電池熱失控預警機制,可為新能源汽車車身輕量化提供方向,為電池系統級控制和溫度控制提供依據。

安全性能分析

基於模型的系統開發

電池系統模擬
多學科系統模型研究負載對儲能系統的影響
電池模擬/控制:測試新的電池設計,BMS方法
子系統關聯,系統集成:研究子系統之間複雜的相互作用,例如冷卻、電力電子、馬達等
使用者在早期概念設計階段用於預測系統行為,在系統集成測試階段用於系統需求驗證

電池包熱管理模擬

電池包是新能源車主要的動力來源,也是新能源車區別於傳統燃料車的設計重點。無論是風冷、液冷系統,還是自然對流冷卻,採用 AcuSolve 中豐富的熱分析模組能精確類比出流道內的流體運動情況,以及整個系統內的傳導、輻射、對流的綜合熱傳遞效應。

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