新能源商用車電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計與安全性評價

新能源商用車電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計與安全性評價報告人：徐曉明報告人單位：江蘇大學(xué)

二〇一八年八月2018（第十二屆）中國汽車輕量化技術(shù)研討會匯報提綱Contents01行業(yè)背景與技術(shù)趨勢02電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計03電池系統(tǒng)安全性設(shè)計一行業(yè)背景與技術(shù)趨勢1.1行業(yè)背景1.2研究的重要性1.3需解決的科學(xué)問題41.1行業(yè)背景4“發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路?！薄?xí)近平發(fā)展新能源汽車是21世紀(jì)汽車工業(yè)發(fā)展的熱點我國新能源商用車保有量將快速增長，到2020年推廣應(yīng)用新能源商用車30萬輛。51.1行業(yè)背景5鋰離子動力電池是新能源汽車的主要動力源鋰離子動力電池具有高比能量，長壽命優(yōu)勢，是目前新能源汽車的主要電化學(xué)動力源。諸多新能源汽車上都采用鋰離子電池。61.1行業(yè)背景6鋰離子動力電池占新能源商用車重量的至少10%以新能源大巴車為例，新能源大巴車采用的標(biāo)準(zhǔn)電池包，重量占據(jù)車輛總重的10%-20%。序號類型長度（米）電量（kwh）電池包個數(shù)重量（kg）1輕客6-864.5-87.854-5800-1000kg28米中巴894.61-142.845-81000kg-1600kg310米大巴10142.84-199.378-101600kg-2000kg412米大巴12199.37102000kg71.1行業(yè)背景7鋰離子動力電池的安全性是發(fā)展瓶頸鋰離子動力電池的安全性，主要是高低溫和高倍率充放電等復(fù)雜工況下的適應(yīng)性。81.1行業(yè)背景8輕量化、安全性是決定動力電池性能、和環(huán)境適應(yīng)性的關(guān)鍵因素。輕量化能量密度、結(jié)構(gòu)強度、重量…動力電池安全性過熱導(dǎo)致熱失控、低溫充放電導(dǎo)致短路…91.2研究的重要性9動力電池是電動汽車的核心，影響動力電池系統(tǒng)性能的因素眾多，輕量化、安全性是關(guān)鍵因素之一。動力電池綜合性能能量密度功率密度初始成本使用壽命擠壓碰撞快充能力高低溫性能設(shè)計/制造工藝組成材料電池組不對稱性(單體不一致)工作溫度電池單元（單體層面）電池組（系統(tǒng)層面）環(huán)境溫度充放電倍率使用條件（應(yīng)用層面）結(jié)構(gòu)優(yōu)化與新材料應(yīng)用熱管理系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化能量智能化管理系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化目標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)影響因素解決/優(yōu)化措施動力電池綜合性能評價標(biāo)準(zhǔn)及其主要影響因素安全性輕量化輕量化是決定能量密度，續(xù)航里程以及能耗等的重要因素！1.2研究的重要性10車輛新型材料的發(fā)展輕量化輕量化對車輛性能具有極其重要的影響重量和能耗的關(guān)系熱管理保證電池安全性的關(guān)鍵因素！1.2研究的重要性11安全性電池安全運行區(qū)域由電流、溫度和電壓確定溫度過高易導(dǎo)致電池?zé)崾Э睾妥匀紲囟冗^低易誘發(fā)電池充放電電短路電流充電放電電壓3.65V2.5V3.2A-1.6A電流充電放電溫度0℃40℃-20℃60℃3.2A-1.6A26,650型LiFePO4鋰離子單體電池的安全工作區(qū)域1.3需解決的科學(xué)問題12輕量化是動力電池PACK的主要關(guān)鍵技術(shù)，主要包括電池成組的新材料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以及輕量化新工藝三方面，基于材料的物理特性的結(jié)構(gòu)強度是電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。新材料的應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計輕量化新工藝1.3需解決的科學(xué)問題13動力電池?zé)崽匦?、熱傳輸與熱管理機制熱管理動態(tài)控制電池單體熱特性q電池組熱特性熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計熱管理是動力電池PACK的主要關(guān)鍵技術(shù)，主要包括電池成組的熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計和電池運行的熱管理動態(tài)控制兩方面，基于電池單體熱特性的電池組熱特性是熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計和動態(tài)控制的基礎(chǔ)。二電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計1.1輕量化的途徑1.2輕量化的設(shè)計1.3應(yīng)用案例輕量化途徑：電池包輕量化技術(shù)是設(shè)計、材料與制造技術(shù)的集成應(yīng)用，主要包括以下三個方面：新材料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以及輕量化新工藝等。2.1輕量化的途徑15理論基礎(chǔ)與涉及領(lǐng)域理論基礎(chǔ)涉及領(lǐng)域結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化熱壓成型、液壓成型、內(nèi)高壓成型、激光拼焊等新材料應(yīng)用高強鋼、鎂合金、鋁合金、工程塑料及其復(fù)合材料和陶瓷材料等輕量化新工藝功能的集成，元器件的選型2.2輕量化的設(shè)計-新材料應(yīng)用16這里的新型材料專指輕量化材料，它是能有效降低動力電池系統(tǒng)自重的材料。它有兩大類：一類是低密度的輕質(zhì)材料，如鋁合金、復(fù)合材料等；另一類是高強度鋼?；舅枷胄虏牧戏N類特點用途高強度鋼板拉伸強度大、具有較高的屈服點；降低板厚不會對沖壓件的質(zhì)量造成太大影響；一般用于需高強度、高的抗碰撞吸收能且成形要求也較嚴格的零件鋁合金在滿足相同力學(xué)性能的條件下，比鋼減少質(zhì)量60%；易于回收；在碰撞中吸能多；無需防銹處理動力電池系統(tǒng)覆蓋件、電連接組件復(fù)合材料PE（聚乙烯）復(fù)合材料密度小、易成型、耐腐蝕、隔熱隔電、耐沖擊、抗振、易于涂裝、強度高、機械性能平衡好動力電池系統(tǒng)箱體、覆蓋件PDCPD（聚二環(huán)戊二烯）復(fù)合材料2.2輕量化的設(shè)計-新材料應(yīng)用17技術(shù)途徑新型材料結(jié)構(gòu)件示例應(yīng)用說明鋁合金壓鑄鋁箱考慮到大面積壓鑄材料的流動性能，一般壁厚需要設(shè)計的較厚＞3mm，在加強部位的壁厚＞4.5mm，而鋁合金的密度約為2.7g/mm3，是鋼材的1/3，所以壓鑄鋁箱相比鋼材的箱體減重10%-30%。鋁型材在擠型時，壁厚一般需要＞2.0mm，以確保足夠的結(jié)構(gòu)剛度和可加工性，相較而言箱體重量更輕。擠型+拼焊鋁箱復(fù)合材料復(fù)合材料上蓋復(fù)合材料的顯著特點是高強度、低密度，但是受制于成本因素，在電池包上使用的復(fù)合材料都是比較普通的材料，例如SMC、改性樹脂，復(fù)合材料的低密度使復(fù)合材料的輕量化效果明顯，但是像SMC的延展性較差且較脆，一般使用在箱體上蓋。2.2輕量化的設(shè)計-新材料應(yīng)用18PDCPD材料PDCPD聚雙環(huán)戊二烯（PDCPD:Poly-dicyclopentadience）作為一種熱固性高分子材料；具有高抗沖擊強度、高彎曲模量、極好的耐腐蝕性和低密度等優(yōu)異性能。PDCPD制備過程PDCPD適用領(lǐng)域2.2輕量化的設(shè)計-新材料應(yīng)用19PDCPD材料2.2輕量化的設(shè)計-新材料應(yīng)用20PDCPD材料PDCPD材料可以用作商用車外板、汽車底部護板、巴士行李廂門板、車輪護板、車門踏板、車頂、導(dǎo)流罩、導(dǎo)流板、發(fā)動機蓋板、保險杠等零部件的制作，在傳統(tǒng)汽車行業(yè)的應(yīng)用前景十分龐大。挪威量產(chǎn)車BUDDY采用框架式結(jié)構(gòu)，外板由PDCPD材料制作完成?？蚣苁浇Y(jié)構(gòu)分為上下二個部分：底盤部分，將鈑金沖壓件放入模具里，澆注成型得到塑鋼底盤；頂部也是用模具加上金屬嵌件澆注成型得到。用螺絲和粘合劑連接上下二部分，得到輕量化車身。采用PDCPD新型材料對電池包殼體、殼蓋進行輕量化設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高殼體的承載能力和抗沖擊能力，同時，在對電池增容難度較大的情況下，通過輕量化設(shè)計，提高電池的比能量密度。2.2輕量化的設(shè)計-結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化21現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化基本都要使用計算機輔助設(shè)計進行仿真以實現(xiàn)輕量化優(yōu)化設(shè)計。通過計算機仿真洞察應(yīng)力分布，在滿足產(chǎn)品剛度和強度要求的前提下把應(yīng)力集中的部位做強，把應(yīng)力分散的部位切薄或者直接去除。基本思想拓撲優(yōu)化加強筋結(jié)構(gòu)優(yōu)化在滿足產(chǎn)品剛度和強度的前提下，通過拓撲優(yōu)化在加強筋受力薄弱的地方開孔模組支撐梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化通過拓撲優(yōu)化，在結(jié)構(gòu)件四周開許多的減重孔。結(jié)構(gòu)件兩側(cè)設(shè)計成三角形形式，利用三角形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保持整體剛度和強度滿足要求。2.2輕量化的設(shè)計-結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化22技術(shù)途徑對電池組總體結(jié)構(gòu)進行分析和優(yōu)化，實現(xiàn)對電池包零部件的精簡、整體化和輕質(zhì)化。通過CFD軟件準(zhǔn)確實現(xiàn)電池包的的剛度，模態(tài)等參數(shù)檢驗。原始結(jié)構(gòu)優(yōu)化后結(jié)構(gòu)優(yōu)化后箱體底板優(yōu)化后箱體側(cè)壁2.2輕量化的設(shè)計-PACK輕量化新工藝23隨著新材料和新技術(shù)的逐漸應(yīng)用，使動力電池系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝發(fā)生變化。比如，沖壓、板材溫沖壓、型材擠壓和結(jié)構(gòu)件鑄造代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法?；舅枷胄鹿に嚪诸愄攸c備注熱成形直接成形對鋼板進行比較直接的沖壓工作；

材料為高強度鋼板、鋁合金間接成形板材加熱前進行事先的成形工藝處理，經(jīng)冷卻后沖壓；針對比較復(fù)雜的、變形難度大的零部件；焊接把不同強度、不同厚度以及不同質(zhì)地材料的零件融合在一起；對不同硬度、不同輕度的材料進行融合，發(fā)揮不同特性，從而減輕車體重量，降低材料的消耗液壓成形把材料放在一定的模具中，利用液態(tài)水，在高壓作用下鑄造成形；可用作強韌度高、復(fù)雜的零部件；主要用在不銹鋼、鋁合金等材料中2.2輕量化的設(shè)計-PACK輕量化新工藝24技術(shù)途徑對電池組總體結(jié)構(gòu)進行分析和優(yōu)化，實現(xiàn)對電池包零部件的精簡、整體化和輕質(zhì)化。通過CFD軟件準(zhǔn)確實現(xiàn)電池包的的剛度，模態(tài)等參數(shù)檢驗。箱體材料：鋼工藝方式：冷軋箱體材料：復(fù)合材料工藝方式：注塑成型2.3輕量化的設(shè)計-應(yīng)用案例25電池包外殼案例PDCPD材料方殼體Y方向擠壓形變鋼材方形殼體Y方向擠壓形變仿真參數(shù)輸入項目材料1材料2外殼材料Q235槽鋼PDCPD密度7.8g/cm31.03g/cm3厚度1.5mm6mm2.3輕量化的設(shè)計-應(yīng)用案例26電池包外殼案例PDCPD材料T形殼體Y方向擠壓形變鋼材T形殼體Y方向擠壓形變PDCPD材料T形殼體整體位移分布圖PDCPD與鋼材殼體最小形變2.3輕量化的設(shè)計-應(yīng)用案例27電池包外殼案例PDCPD材料T形殼體X方向位移鋼材T形殼體X方向位移PDCPD與鋼材跌落最小形變

PDCPD與鋼材跌落最大形變

三電池系統(tǒng)安全性設(shè)計3.1理論基礎(chǔ)3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計3.3熱失控防范技術(shù)3.4應(yīng)用案例主要內(nèi)容：在流速和流體的物理性質(zhì)給定的條件下，對流換熱換熱界面上的換熱強度不僅取決于速度場和溫度梯度場本身，而且還取決于它們之間的夾角（即不僅取決于速度場、溫度梯度場、夾角場的絕對值，還取決于這三個標(biāo)量值的相互搭配）3.1理論基礎(chǔ)29理論基礎(chǔ)與涉及領(lǐng)域理論基礎(chǔ)涉及領(lǐng)域力學(xué)領(lǐng)域重力升力與重力反向時減小下降趨勢，反之則增大交通領(lǐng)域車流與堵塞方向自然放置熱源的溫度梯度大小與方向熱流場領(lǐng)域3.1理論基礎(chǔ)-電池單體熱電耦合多維參數(shù)化建模30三維熱傳輸模擬單體熱電耦合參數(shù)化模型內(nèi)部溫度測試方法模型實驗驗證產(chǎn)熱特性傳熱特性電池單體建模與驗證電池內(nèi)、外介質(zhì)非均勻性影響/接觸電、熱阻電池內(nèi)、外介質(zhì)多尺度效應(yīng)電池內(nèi)、外熱-電-流多場耦合單體結(jié)構(gòu)參數(shù)單體結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析基于單體熱電耦合一維產(chǎn)熱模型，建立熱電耦合的單體三維熱傳輸模型。通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的敏感性分析，探討具有全局影響的關(guān)鍵特征結(jié)構(gòu)參數(shù)及其對性能的影響機制和規(guī)律。以關(guān)鍵特征結(jié)構(gòu)參數(shù)為變量，建立電性能和產(chǎn)熱特性一維、熱傳輸三維的電池單體熱電耦合多維參數(shù)化熱模型，并進行相應(yīng)的實驗驗證。技術(shù)途徑3.1理論基礎(chǔ)-電池組多維多層多場耦合建模31技術(shù)途徑電池組進行層次分解，耦合單體參數(shù)化模型，建立不同層次電池亞組的電-熱-流耦合模型。通過層次間耦合，建立電池組電-熱-流多層次耦合模型和仿真平臺。系統(tǒng)分析不同成組方式、不同工況和外部熱邊界條件對電池組整體電、熱性能的影響規(guī)律，并對模型進行驗證。單體熱電耦合三維參數(shù)化模型電池亞組排列方式電流分布溫度分布建模尺度分析電池組溫度分布熱邊界條件影響規(guī)律流動特性電場分布電池亞組?；ｋ姵亟M熱-流-固耦合建模散熱方式散熱結(jié)構(gòu)熱載荷邊界成組方式模型試驗驗證電池組熱-流-固耦合建模與分析3.1理論基礎(chǔ)-產(chǎn)品設(shè)計依據(jù)32產(chǎn)品安全的設(shè)計是從客戶的需求出發(fā)，綜合考慮電芯、模組、材料、熱管理、結(jié)構(gòu)、軟硬件、安全性、輕量化、高效能等多維度；從開發(fā)設(shè)計角度（APQP、FMEA、仿真驗證、試驗驗證）驗證，設(shè)計出符合客戶要求的產(chǎn)品?？蛻粜枨螽a(chǎn)品實際需求國標(biāo)、行標(biāo)相關(guān)案例實際需求結(jié)構(gòu)需求電氣需求功能需求安全需求結(jié)構(gòu)/電氣/功能/安全需求結(jié)構(gòu)/電氣/功能/安全需求分解技術(shù)要求針對性設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃APQP失效模式與影響分析FMEA仿真分析試驗驗證功能需求確定需求安全設(shè)計分析驗證單體熱特性分析研究的核心，在于單體產(chǎn)熱和傳熱的建模。技術(shù)途徑3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計—熱管理系統(tǒng)部件選型33電芯選型方殼電芯圓柱電芯軟包電芯模組設(shè)計方殼模組圓柱模組軟包模組箱體設(shè)計鈑金箱體鋁合金箱體復(fù)合材料箱體電氣設(shè)計方殼電芯圓柱電芯軟包電芯熱管理設(shè)計自然風(fēng)冷液冷/液熱PTC加熱單體熱特性分析研究的核心，在于單體產(chǎn)熱和傳熱的建模。技術(shù)途徑風(fēng)冷熱管理系統(tǒng)布局、流速串/并/往復(fù)流動液冷熱管理系統(tǒng)布局、流速冷卻板/管，介質(zhì)相變熱管理系統(tǒng)布局、介質(zhì)屬性添加劑/結(jié)構(gòu)熱管熱管理系統(tǒng)布局、結(jié)構(gòu)介質(zhì)/尺寸/強化溫度極值流動阻力溫度均勻性關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)影響規(guī)律及耦合機制電池組多場耦合仿真分析電性能3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計--熱管理系統(tǒng)構(gòu)型選型34系統(tǒng)類型結(jié)構(gòu)參數(shù)運行參數(shù)機艙自然環(huán)境電池組熱邊界約束功率尺寸/重量電池組工況條件多場耦合仿真CFD仿真熱管理系統(tǒng)構(gòu)型綜合優(yōu)化方法電池組傳熱過程多目標(biāo)優(yōu)化優(yōu)化方法實驗驗證微通道熱管熱管理系統(tǒng)技術(shù)途徑3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計--電池組熱管理系統(tǒng)匹配35

對于滿足常規(guī)性能要求的熱管理系統(tǒng)的開發(fā)，重視工程經(jīng)驗的積累，熟悉動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，并在此基礎(chǔ)上依托豐富的工程經(jīng)驗進行匹配設(shè)計，最終實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、滿足常規(guī)性能的熱管理系統(tǒng)。電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)匹配3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計--電池組熱管理系統(tǒng)部件選型36熱管理系統(tǒng)部件選型匹配設(shè)計水泵電池組散熱器水箱

3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計--電池組熱特性分析37電池組熱特性CFD分析研究（自然冷卻）電池包最大/小溫度電池包最大溫差

電池包溫度分布云圖（風(fēng)冷）

車用動力電池包溫度場分析不同冷卻形式CFD計算3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計—BMS設(shè)計開發(fā)分析熱管理系統(tǒng)構(gòu)形對電池組動態(tài)熱特性的影響，揭示電池組溫度動態(tài)變化及時滯效應(yīng)的變化規(guī)律及影響機制；建立動態(tài)熱響應(yīng)及時滯效應(yīng)預(yù)測模型，建立基于模型的熱管理動態(tài)控制方法，耦合到BMS系統(tǒng)中，利用所設(shè)計的微通道熱管熱管理系統(tǒng)等進行實驗驗證。38技術(shù)途徑電池組多場耦合動態(tài)熱特性仿真分析動態(tài)熱響應(yīng)及時滯效應(yīng)模型基于模型的動態(tài)熱控制方法基于模型的動態(tài)熱控制方法實驗驗證熱管理系統(tǒng)構(gòu)形參數(shù)電池組運行工況參數(shù)熱管理動態(tài)控制參數(shù)多場耦合熱特性分析方法微通道熱管熱管理系統(tǒng)3.2熱管理系統(tǒng)設(shè)計--電池組熱管理系統(tǒng)集成與實驗驗證39敏安項目液冷電池包通過電池臺架熱管理試驗以及實車夏季高溫試驗驗證，可以實現(xiàn)在任何情況下電池溫度控制48℃以內(nèi)，常規(guī)工況控制在45℃以內(nèi)。電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)實驗驗證l[1]ViswanathanVetal.J.ofPowerSources,2010(195):3720–3729計算可逆熱I(T·?U/?T)可采用能量法，計算不可逆熱q=I(U-V)=I2R，求解等效內(nèi)阻是關(guān)鍵！難點及瓶頸：建模中如何考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)對內(nèi)阻的影響？電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料對其產(chǎn)熱具有顯著影響[1]3.3熱失控防范技術(shù)--電池單體熱特性分析40Bernardi產(chǎn)熱方程電池單體產(chǎn)熱建模電池單體產(chǎn)熱可由Bernardi方程確定，通過電流、電壓確定產(chǎn)熱率，目前產(chǎn)熱研究主要集中在等效內(nèi)阻的研究。h

δ電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)是決定等效內(nèi)阻和產(chǎn)熱率的關(guān)鍵因素，相關(guān)研究尚未見文獻報道。導(dǎo)熱系數(shù)測試：激光閃射法[1]強各向異性！導(dǎo)熱系數(shù)計算：比擬串、并聯(lián)熱阻計算方法[2][1]MalekiHetal.J.ofElectrochemicleSociety,1999(146):947-954[2]GrecoA.PhDthesis,LancasterUniversity,2015.3.3熱失控防范技術(shù)--電池單體熱特性分析41kr=40kz電池單體傳熱建模傳統(tǒng)的導(dǎo)熱系數(shù)測試方法和計算方法不再適用！電池單體傳熱研究的核心在于確定導(dǎo)熱系數(shù)從而獲得溫度分布。難點及瓶頸：建模中如何考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)對導(dǎo)熱系數(shù)的影響？電池單體內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)和浸潤性導(dǎo)致的導(dǎo)熱系數(shù)各向異性特性，是影響單體傳熱過程的關(guān)鍵因素，相關(guān)研究有待進一步深入。3.3熱失控防范技術(shù)--電池單體熱電耦合多維參數(shù)化建模42技術(shù)途徑熱參數(shù)測量方法開發(fā)/驗證實驗與數(shù)值模型聯(lián)合優(yōu)化熱物性參數(shù)λ,CP電池加熱實驗電池時域熱模型基于軟件的優(yōu)化算法參數(shù)辨識新方法數(shù)值模型結(jié)合實驗多個熱參數(shù)的原位、同時估算傳熱特性實驗測試方法為主產(chǎn)熱率q可逆熱不可逆熱熵系數(shù)內(nèi)阻穩(wěn)態(tài)VI法瞬態(tài)IC法研究穩(wěn)態(tài)方法造成的電池溫升研究特征時間的選取對結(jié)果的影響SOC連續(xù)的新方法進行測算電池產(chǎn)熱率測試產(chǎn)熱特性內(nèi)阻與產(chǎn)熱率測算：穩(wěn)態(tài)VI與瞬態(tài)IC方法相結(jié)合。導(dǎo)熱系數(shù)等熱物性參數(shù)測算：電池加熱、電池時域熱模型、優(yōu)化算法三者相結(jié)合。3.3熱失控防范技術(shù)--電池單體參數(shù)化建模仿真驗證43技術(shù)途徑仿真模型網(wǎng)格劃分不同層網(wǎng)格劃分計算域定義兩層單元3.3熱失控防范技術(shù)--電池單體參數(shù)化建模仿真驗證44電池?zé)崽匦苑治鲅芯浚岫耍╇姵販囟确植荚茍D（冷端）電池溫度場分析不同冷卻形式CFD計算3.3熱失控防范技術(shù)--電池單體參數(shù)化建模實驗驗證45實驗電芯通過對電池的熱失控試驗驗證，電池的溫度曲線符合模型趨勢。電池單體參數(shù)化建模實驗驗證3.3熱失控防范技術(shù)--電池?zé)崾Э仡A(yù)警模型建立46根據(jù)仿真以及實驗數(shù)據(jù)，建立電池?zé)崾Э仡A(yù)警模型。電池?zé)崾Э仡A(yù)警模型技術(shù)途徑熱失控模型，應(yīng)用控制算法，能夠早期探測電池?zé)崾Э刿E象預(yù)警模型3.3熱失控防范技術(shù)--電池?zé)崾Э販缁鹣到y(tǒng)設(shè)計47滅火控制系統(tǒng)設(shè)計直接將電池異常早期探測模塊和聯(lián)動滅火裝置安裝在新能源汽車的電池倉或電池箱內(nèi)，發(fā)現(xiàn)熱失控跡象，早期預(yù)警，發(fā)現(xiàn)火情立即滅火，將火情控制在早期。3.3熱失控防范技術(shù)--電池?zé)崾Э販缁鹣到y(tǒng)選型48滅火控制系統(tǒng)選型滅火系統(tǒng)由探測控制器和滅火器組成，其中探測控制器內(nèi)包含：各類傳感器、探測線束等；滅火器內(nèi)包含：探火管、滅火劑、滅火劑噴頭等。滅火機理吸熱降溫化學(xué)抑制隔絕氧氣采用氣溶膠滅火劑滅火設(shè)備體積小，效率高，可直接安裝在電池箱/電池倉內(nèi)部空隙處3.4應(yīng)用案例49應(yīng)用案例-熱管理系統(tǒng)參與電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣件選型，熱管理設(shè)計、結(jié)構(gòu)與熱流場仿真分析通過仿真計算，提出結(jié)構(gòu)及熱管理優(yōu)化意見，實現(xiàn)高功率電池