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。12834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。動力電池輕量化能量密度、結(jié)構(gòu)強度、重量…安全性過熱導(dǎo)致熱失控、低溫充放電導(dǎo)致短路…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。輕量化：輕量化對車輛性能具有極其重要的影響輕輕量化材料構(gòu)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！安全性：電池安全運行區(qū)域由電流、溫度和電壓確定輕量化是動力電池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)。UU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)。q輕量化的途徑輕量化途徑：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)計以輕量化的設(shè)計-新材料應(yīng)用基本思想：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。一般用于需高強度、高要求也較嚴格的零件鋼減少質(zhì)量60%；料密度小、易成型、耐腐蝕、隔熱隔電、機械性能平衡好動力電池系統(tǒng)箱體、覆烯）復(fù)合材料新型材料結(jié)構(gòu)件示例復(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SMCPDCPD材料：①PDCPD聚雙環(huán)戊二烯（PDCPD:Poly-dicyclopentadience）作為一種熱固性高分子材料；②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?，F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化基本都要使用計算機輔助設(shè)計化優(yōu)化設(shè)計。通過計算機仿真洞察應(yīng)力分布，在滿足產(chǎn)度要求的前提下把應(yīng)力集中的部位做強，把應(yīng)力分散的技術(shù)途徑：①對電池組總體結(jié)構(gòu)進行分析和優(yōu)化部件的精簡、整體化和輕質(zhì)化。②通過CFD軟輕量化的設(shè)計-PACK輕量化新工藝基本思想：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、鋁合金把不同強度、不同厚度以及不同質(zhì)地材料對不同硬度、不同輕度的材料進行體重量，降低材料的消耗技術(shù)途徑：①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。②通過CFD軟件準確實現(xiàn)電池包的的剛度，模態(tài)等參數(shù)檢驗。輕量化的設(shè)計-應(yīng)用案例電池包外殼案例主要內(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，還取決于這三個標量值的相互搭配）電池單體熱電耦合多維參數(shù)化建模體三維熱傳輸模型。②通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的敏感性分析，探討具影響的關(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。③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、熱傳輸電池組多維多層多場耦合建模同層次電池亞組的電-熱-流耦合模型。②通過池組電-熱-流多層次耦合模型和仿真平臺。式、不同工況和外部熱邊界條件對電池組整體產(chǎn)品設(shè)計依據(jù)技術(shù)途徑：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。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。熱管理系統(tǒng)部件選型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。電池組熱管理系統(tǒng)匹配對于滿足常規(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)上進行匹配設(shè)電池組熱管理系統(tǒng)部件選型相對質(zhì)量流量0.075 0.065 相對質(zhì)量流量P_in=0.431P_in=0.484u不同冷卻形式CFD計算BMS設(shè)計開發(fā)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，建立基于模型的熱方法，耦合到BMS系統(tǒng)中，利用所設(shè)計的微通道熱管熱電池組熱管理系統(tǒng)集成與實驗驗證通過電池臺架熱管理試驗以及實車夏季高溫試驗電池單體熱特性分析--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。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。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)熱失控防范技術(shù)--電池單體熱特性分析--電池單體傳熱建模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。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。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？熱失控防范技術(shù)-電池單體熱電耦合多維參數(shù)化建模-技術(shù)途徑內(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)化熱失控防范技術(shù)--電池單體參數(shù)化建模仿真驗證--技術(shù)途徑d6T1T3●●H●T5●●T2T4d5d4d5d4d3d2d1l不同層網(wǎng)格劃分熱失控防范技術(shù)--電池單體參數(shù)化建模仿真驗證電池?zé)崽匦苑治鲅芯縰電池溫度場分析u不同冷卻形式CFD計算熱失控防范技術(shù)--電池單體參數(shù)化建模實驗驗證u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。熱失控防范技術(shù)--電池?zé)崾Э仡A(yù)警模型建立技術(shù)途徑u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。u熱失控模型，應(yīng)用控制算法，能夠早期探測電