1、项目概述
关于电动或混合动力轿车来说,最大的规划应战来自于电池。电车规划应尽或许高效和简便,以便供给足够动力保证轿车单次充电后的合理行车间隔。影响电池作业功能的一项重要因素——温度,既不能过高也不能过低。因而,规划人员在轿车开发规划中有必要全面考虑电池包的加热与排热操控。电池热办理首要意图是保持电池包作业在最佳温度规模,进步运用寿命和作业效率。
在本事例中,开端规划过程中运用三维CFD FloEFD软件树立电池组和电池热办理体系(BTMS)准确仿真模型,展开恶劣工况仿真剖析,树立表征预期作业条件规模内的作业特性。获取电池包作业特性后,运用一维CFD程序Flowmaster展开体系级剖析,快速剖析部件之间相互作用,如在一个冰冷环境下的暖启。
2、电池热办理体系剖析模型
FloEFD彻底嵌入CAD环境中,可自动识别流体核算域。比较传统CFD,仿真时刻削减65~75%。FloEFD供给流量、压降、传热等参数猜测,可迭代剖析快速评价电池包压降和温度等作业特性。
体系仿真用来处理初期规划中遇到的顶峰工况冷却、冷启动下的暖起、水泵与电池负荷的匹配。液冷型电池热办理体系有水泵、电池组、预热器和水箱等组成。根据电机功率确认的单个电池热负荷为30W。电池包的模仿可以选用集总元件方法来简化模仿,本事例为中型标准6×8的电池组,Flowmaster体系仿真针对每个电池树立模型以获取内部温度散布。
1D Flowmaster仿真模型需求很多的部件特性数据,除运用已有的数据库外,还可以集成3D FloEFD使用,可以为体系模型某元件供给特性参数。如获取热办理体系中压降或传热系数。
3、电池热办理体系工况剖析
(1)峰值冷却剖析
一些参数可以在Flowmaster和FloEFD模型中共用,如最大散热率。峰值冷却剖析是确认适宜的冷却流量保证锂离子电池体系一直低于临界温度40℃(职业经历一般是30~40℃),这种恶劣工况应保证可以及时扫除电池发生的热量。
稳定电池散热量,经过参数化剖析,在2~15l/min规模内改动水泵流量确认满意低于40℃的最小冷却流量。其间冷却液为50/50乙二醇,环境温度20℃。
由上图核算结果可知:最小流量为9.5l/min时能满意40℃的冷却要求。在确认最小冷却流量后,在FloEFD中针对电池包展开参数化剖析,获取不同流量、不同电池负荷下的电池包温度散布特性曲面,如下图:
进一步剖析可确认水泵操控战略,如电池热负荷20W是需求5.5l/m的冷却流量,该流量满意低于40℃的要求。