废旧电动汽车用动力电池储存安全研究

为了解决废旧动力电池储存安全问题,以废旧锂离子动力电池和氢镍动力电池为研究对象,通过分析废旧动力电池包冷却液泄露、电池外壳腐蚀、电解液泄露、电池燃烧爆炸的特点,在不同叠放高度、荷电状态(SOC)和环境湿度下对锂离子电池进行了着火实验和腐蚀实验。结果表明,锂离子动力电池电解液闪点较低,电解液泄露并接触到空气中的氧气会引起电池着火燃烧,甚至爆炸。废旧动力电池长期储存时应保证场地通风良好、电池包冷却液无泄露、电池单体外壳无破损、电解液无泄漏,正负极触头有绝缘防护,避免高温,叠放高度应小于2 m,SOC为0,湿度小于60%。     

3.5T纯电小卡轻量化液冷动力电池包的设计与仿真

动力电池包是电动汽车的核心部件，传统的自然冷却、风冷已经不能满足整车动力性能不断提升带来的散热需要，液冷动力电池包逐渐成为主机厂的主要选择。传统的液冷电池包存在能量密度低、冷却液易泄漏、电池箱体结构复杂、成本高等问题。设计开发高性能的液冷动力电池包，提高能量密度与集成效率，是亟须解决的市场问题，同时能量密度与集成效率也是衡量动力电池包轻量化水平的关键指标。通过运用底盘承载式液冷箱体潍柴新能源专利技术，结合钢铝混合结构、电池箱密封结构以及CTP结构设计与仿真，实现磷酸铁锂液冷电池包能量密度160 Wh/kg、集成效率91.5%,达到行业一流水平。     

基于Ansys Workbench的动力电池箱体有限元分析

电池箱足动力电池系统的核心部件,是保证动力电池及其内部器件安全的屏障。本文基于：Proe进行三维建模,采用Ansys Workbench对电池箱在颠簸路况极限载荷下的结构强度,进行有限元分析及优化设计,使箱体的应力分布更为合理,达到提高衔体结构强度的目的。通过模态分析,研究了电池箱在自由状态和预应力状态下的固有频率和振型。结果表明,电池箱的前6阶评论均大于里面激励评论,抗震性能良好。     

基于有限元仿真的动力电池包机械性能分析

电池包在整车行驶过程中会受到挤压和冲击载荷的作用,在产品设计开发阶段,基于正确的有限元仿真分析可以有效地考察电池包箱体和零部件是否满足机械性能要求。建立了电池包精细化有限元模型,通过对比电池包扫频实验和有限元模态分析结果,可以获得准确的有限元模型,并利用有限元仿真分析手段分别对电池包进行了两个水平方向的挤压和竖直方向机械冲击分析。     

电动汽车充换电站动力电池全寿命周期在线检测管理系统

为了提高对动力电池健康程度评估的准确性,针对动力电池(组),给出一种基于动力电池的全寿命周期特征参数的评估算法。以动力电池的安全使用和准确评估为切入点,关注动力电池SOC的算法与动力电池SOH的检测方式,引出动力电池全生命周期在线监测管理系统的设计思想。以动力电池标称数据为基础,基于动力电池日常充电/换电、放电数据对动力电池进行检测,对检测中发现的隐患的动力电池统一调度,并制定电池维护/检修计划。评估结果表明,以电池箱(组)为分析/管理对象,根据动力电池的电气特征量采用对应策略对电池箱进行评估,可较为准确的评估动力电池当前的健康状态。且可预测出动力电池的使用趋势,从而达到"提高动力电池使用的安全性,延长电池的使用生命,减少运营成本"的目的。     

电动汽车动力电池箱冷却影响因素分析

针对采用通风冷却结构的电池箱冷却效果不理想的问题,提出了一种基于有限元电池模型的动力电池箱热分析方法,在此基础上,以某种结构的锂离子动力电池箱作为研究对象,对入风口风速和风道尺寸等电池箱温升影响因素进行分析。仿真结果表明,随着风速增加电池箱的温度均匀性得到了改善,当风速为5 m/s时,电池温度标准差范围在1.0～1.7之间。当风道宽度尺寸为12 mm且风速为5 m/s时,电池温升的最大值为7.3℃,电池温升的最小值为5.4℃,电池平均温度标准差为1.47,电池组工作控制在合理的温度范围内,电池组温度分布均匀性最好。     

混合动力汽车电池管理系统研究

针对混合动力汽车动力电池包中单体电池性能差异造成的不良影响,研制了氢镍动力电池管理系统。该系统采用多副边电路实现电池组均衡充电。结果表明,该方法能对电池性能的不一致性进行有效补偿,最大限度地发挥动力电池的效用,从而延长了电池组的使用寿命。     

磷酸铁锂软包电池模组碰撞挤压安全性实验

采用一款磷酸铁锂软包电池模组,参照国标和某汽车集团电池模组挤压测试要求,对电池模组X、Y、Z方向进行挤压实验。第一次正向(Y向)挤压实验,电池模组前端板挤压失效。通过有限元仿真优化和加强模组端板结构,第二次模组Y向挤压实验通过。分析第一次和第二次Y向挤压实验数据,发现电池模组存在一定的安全边界。按照轻量化设计要求,对加厚的前端板又进行部分结构优化,进行第三次Y向挤压实验,也顺利通过。     

电池包侧向挤压和底部托底的仿真分析研究

动力电池包受到局部挤压发生短路失效会影响电动汽车正常行驶,甚至发生严重事故,侧向挤压和底部托底是局部挤压的典型工况,对其进行研究十分必要.利用Hypermesh软件分别建立电池包侧挤压和底部托底仿真模型并进行分析计算.基于力、速度载荷研究挤压力与变形关系,发现速度载荷在一定范围内与力载荷效果具有一致性,且合理选择速度参数可节省计算时间.不同形状几何体托底电池包时,异物尖锐度和托底面积是影响底板变形程度的主要因素.该仿真研究可为电池包侧挤压分析参数设置和异物托底变形评判提供重要参考.     

一种电池包热安全检测方法

在对锂离子电池材料热分析、单体电池绝热温升、电池管理系统(BMS)功能安全设计验证和电池包热管理系统设计验证等4个方面进行组合实验的基础上,提出一种从电池材料端到系统端的电池包热安全四重检测方法.该检测方法能使电池包的热安全检测更全面、高效,降低电池包安全事故发生的概率.     

基于CFD和有限元分析的保温型电池箱体设计

基于电池箱在保温设计时,不可避免的热桥问题,采用玻纤3D织物全覆盖电池箱内部后,织物通过浸润树脂与外部金属框架进行一体固化成型,实验证明能够达到预期的保温效果。以传热学理论为基础,结合计算流体力学(CFD)仿真分析工具对电池箱保温性能进行计算,后期实验证明了理论计算和仿真结果的有效性。采用有限元分析工具对电池箱强度进行校核计算,完全可以满足对挤压和机械冲击的要求。     

基于有限元的动力电池系统机械性能仿真分析与研究

为了探究动力电池系统箱体及其内部结构的安全性能，结合企业某款纯电动汽车动力电池系统的几何模型，对其进行仿真分析。基于有限元分析软件对其进行模态分析、静载荷惯性力分析、机械冲击、模拟碰撞以及挤压分析等，多维度进行仿真分析来综合评判其机械性能。通过仿真分析，可验证该动力电池系统机械性能的安全性和可靠性。该结果也表明了该动力电池系统设计的合理性，对后续该动力电池系统的进一步研究奠定了一定的基础。     

动力电池管理系统

目前纯电动汽车日益普及,电动汽车主要元件就是动力电池,它左右整车的性能及价格,因此对于想购买电动汽车的人来说,了解电动车所用电池性能、维护等知识十分必要。为了提高纯电动汽车的性能,动力电池供应商致力研究电池组或电池包的BSM问题、电池均衡问题、检测问题以及提高SOC检测精确度问题。下面是介绍科列技术股份公司刘志茹先生介绍电池管理系统的有关问题,并附知名电动汽车厂家特斯拉所用电池有关问题,可供电动汽车用户、电池组及电池包造成厂家参考。     

动力电池挤压机械损伤后性能演化研究

动力电池作为电动汽车最重要的储能单元,已成为电动汽车安全问题的重中之重。以某款三元体系方形锂离子动力电池单体为研究对象,通过人为制造单体电池挤压机械损伤,模拟车辆在受到撞击、冲击等因素造成车辆电池系统内部单体电池发生损伤的场景,对比了不同损伤形变电池损伤前后过充电、过放电、短路等安全性,以及常温、高温倍率放电等电性能实验结果,对动力电池挤压机械损伤后性能演化进行研究,为行业提供用户端演化结果支撑,同时也可为二手车车辆残值评估提供相关数据参考。     

储能锂离子电池包强制风冷系统热仿真分析与优化

基于电化学-热耦合模型借助ANSYS Fluent平台对储能系统中的锂离子电池包进行仿真分析与结构优化。首先建立电池的热仿真模型,基于该模型利用ANSYSFluent仿真软件得到电池单体温度分布,并通过与实验测量的结果对比验证所建立的仿真模型的准确性。接着进行了电池包风冷系统的仿真分析,完成了对电池包温度分布和风道流速分布的求解。最后通过改变出风孔数量和风扇挡板形状改善了冷却系统的冷却效果。研究结果表明,基于电化学-热耦合模型对储能电池包的温度与内部流速分布的分析是可行的,对强制风冷系统的结构优化能够大幅度提高系统的散热性能,实现更低的最高温度与更均匀的温度分布。     

基于workbench的锂电池系统结构对热特性的影响分析

动力电池系统的散热效果对其寿命与工作性能有较大影响,以电芯、模组及电池包系统为研究对象,进行有限元建模分析,分别对V1电池包系统、V2电池包系统的温度进行比较分析,通过对比两种不同结构设计电池包的系统内部温度分布、电芯温度分布、模块电芯温差、最高温度区域,发现在相同的电压与电容量的要求下,合理的电池包结构设计可以有效降低电池包的温度。计算仿真结果对动力锂电池系统的结构设计和实际生产具有一定的指导意义。     

基于外部观测温度预测锂电池电极温度的研究

实际应用中,电池箱由于空间体积限制,电池箱内传感器数量少且不方便布置,通过少量温度传感器来准确预测电池温度显得尤其重要。基于锂离子动力电池充放电的热平衡过程和能量守恒定律,并根据冷却液与电池箱内壁的外部观测温度,提出了锂离子动力电池温度场物理热模型。将模型进行有限差分法变换,并用最小二乘法辨识出模型中的未知参数。仿真实验结果表明,该模型具有精度高、运算成本极低的优点,能在线实时准确预测锂电池表面电极处的温度。     

基于电量最大化汽车动力电池的优化组合

新能源汽车的能源系统主要以动力电池模块串联为主,由于电池的不一致性及组合随机性,其能源无法实现最大化利用,导致整车的能源补充及续航里程受到一定的影响。通过推导电池组先串后并及先并后串两种组合形式的能源表达式,针对两种组合形式提出一套基于电量最大化的新能源汽车动力电池组合方法。试验采用12个不同容量的动力电池进行不同组合的充放电测试,验证所提方法的有效性,该方法能有效提高电池能量的利用率,对新能源汽车动力电池包设计、电池包后期维护下能源优化配置有借鉴意义。     

基于Flotherm软件的退役电池箱设计

基于动力电池热效应模型,通过Flotherm热仿真软件和Solid Works结构建模软件,针对退役电池子模块、退役电池模组、退役电池储能系统(退役电池箱),分析研究了影响退役电池箱散热性能的若干因素——电池单体摆放方式、电池间距、风道结构等。仿真结果表明,采用电池单体卧式摆放、电池间距6 mm的布局方式,且采用下部并行进风、上部并行出风风道结构的退役电池箱具有优异的散热性能,箱内各电池单体间隙最高工作温度小于45℃,温差小于5℃,符合工程化应用需求。     

纯电动汽车用锂离子电池热管理综述

动力蓄电池热管理系统(BTMS,Battery Thermal Management System)对纯电动汽车在各种环境下的动力性有至关重要的影响。通过文献研究分析了锂离子电池工作原理、高温及低温条件下的产热原理,总结目前纯电动汽车用锂离子电池的强化传热措施,并提出了空调制冷中分水冷电池包和风冷电池包的方案,并且说明了集两种热管理方式为一体的热管理系统是未来适合复杂工况的大功率锂离子动力电池热管理的重要研究方向。