2014年7月11日中国汽车高新技术发展国际论坛上,清源电动车辆有限责任公司研发主管马宁先生针对“动力电池系统的开发”发表了演讲。
马宁先生的演讲主要包括了动力电池包开发的内容、电力电池包设计初期的需求分析及管理几个方面。
动力电池系统的开发,需要根据整车的设计要求提出项目控制文件、形成电池包设计输入、电池单体的技术要求。单体电池选型方面,根据整车的功能定义,在不同场合选择不同类型的电池,比如有高功率型的。根据整车空间布置的要求,选择圆柱形、方形或者软包电池。同时,需要用完整的电池单体数据测试及评价规范进行全方位测试。获得的关键数据主要用于辅助进行电池包的开发。比如单体电池方面,包括电压平台、容量等级、峰值充放电功率,SOC和充放电过程中电压电流特性曲线。单体机械参数方面,包括1D和3D的热分析,单体热特性方面,需要了解热传导率、热容,和不同电流充电方法电过程中表面的温度分布情况。还有一些其它关键参数。在热感觉及CFD分析方面,主要分1D和3D热分析,通过3D CFD软件分析流场,优化风道及水道设计,在高密度的电池排布下,达到温差控制精度。目前所进行的电池包开发的项目中1D和3D热分析图片、结果以及参数。在机械设计和CAE分析方面,在动力电池模块设计方面,包括热设计、机械公差设计、绝缘防护设计、串并俩设计,机械公差分析,以便确定所有零部件之间的间隙。
电池报CAE分析,分五大块:包括线性分析、模态分析、疲劳分析、FYZ三个方面脉冲冲击模拟分析。线性分析这块是对扭转刚度、垂直加速度的分析;模态分析是通过对各个主要机械部件各种情况的仿真,然后再进行设计优化,比如电池包的托盘和托盘抵补的结构,还有电池包的上盖,还有组成电池包之后的整体分析;疲劳分析主要是模拟车辆在实际使用情况时遇到的状况,承受震动时在机械结构方面会有些薄弱点,在设计优化时,就要加强薄弱点的设计;F、Y、Z三个方面脉冲冲击模拟分析。MBS主要功能体现在性能指标方面,软件里内制了符合国际标准的诊断和标准协议模块。
马宁先生在演讲中还提到,在延长电池包寿命的方面,主要手段有均衡技术、充放电功率计算、电池筛选技术、温度控制。在安全可靠性方面,基于ISO2.0的HIRA分析,构建软硬件的安全监控架构。在主动保护方面,则包括过压、欠压、过流、过温、绝缘、热失控等手段。
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