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优化热扩散，FEV增强电池安全性
2020-08-20 21:51:04· 来源：FEV CN
FEV作为全球电池系统开发领军企业，开发仿真和测试结合的全新汽车电池包热扩散方案。该方案可降低电池单体热失控引发的损伤和破坏，也可节约开发时间和成本。热
FEV作为全球电池系统开发领军企业，开发仿真和测试结合的全新汽车电池包热扩散方案。该方案可降低电池单体热失控引发的损伤和破坏，也可节约开发时间和成本。
热失控：电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象，是混动和纯电动车辆一个关键安全点。电池着火危害人员、建筑物和环境安全。首个热扩散相关的法规是中国国家标准GB/T 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，规定了单体、电池包或系统的安全要求和试验方法，将于2021年1月1日起实施。该法规试验要求，进行热扩散乘员保护分析和验证，电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5分钟，应提供一个热事件报警信号。预计其他市场及法规随即出台。
基于此，FEV结合级联测试方法，引领仿真技术，优化汽车电池包设计，以防止热扩散，降低热失控风险。
“FEV基于仿真的电池热扩散优化方法，搭配了在电池设计和开发能力以及世界级水平的eDLP电池测试能力。因此，FEV在支持整个热扩散开发流程中优势得天独厚。”FEV集团CEO史蒂芬·皮辛格教授表示。
基于仿真的方法在基础开发阶段确定完关键CAD尺寸和电池包几何结构开始。为此，FEV创建两套定制化模型。运用多物理场仿真搭建一个模型，来评估和优化单个电池单体热失控、单体间和电池模组间热扩散。该模型及针对客户需求定制化的变体模型，可优化设计，提供如热屏障等应对措施。同时，定制另一个基于流体的通风模型，用来评估并优化通风通道设计、通风阀尺寸、电池包内部重要母线布线。
热模型和通风模型分别开发、定制。每个模型将通过物理测试数据进一步验证。该测试方法基于从单体到模组再到电池包的逐步验证，在电池包层面使用不同的假电池包评定热扩散行为。这种级联测试方法可通过已有的任意数据（如单体数据）达成优化。优势是可在开发早期收集试验数据，无需搭建功能完整的电池包，可节约时间和成本。
模型通过物理测试数据验证后，合并热模型和通风模型，建立一个包含热电池模型、本地热传递系数、通风模型中液体/气体温度的完全耦合模型。该整合模型可用于精度更高、更详细的仿真中，评估性能，选取优化的设计参数和验证。最后，设计作为完整的电池包来测试和验证。
“很明显，热扩散是电池包一个安全考量，”FEV集团CEO史蒂芬·皮辛格教授指出，“我们很自豪，能为客户在电池开发早期使用仿真方法解决热扩散问题，并能引领这项技术。”
热失控：电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象，是混动和纯电动车辆一个关键安全点。电池着火危害人员、建筑物和环境安全。首个热扩散相关的法规是中国国家标准GB/T 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，规定了单体、电池包或系统的安全要求和试验方法，将于2021年1月1日起实施。该法规试验要求，进行热扩散乘员保护分析和验证，电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5分钟，应提供一个热事件报警信号。预计其他市场及法规随即出台。
基于此，FEV结合级联测试方法，引领仿真技术，优化汽车电池包设计，以防止热扩散，降低热失控风险。
“FEV基于仿真的电池热扩散优化方法，搭配了在电池设计和开发能力以及世界级水平的eDLP电池测试能力。因此，FEV在支持整个热扩散开发流程中优势得天独厚。”FEV集团CEO史蒂芬·皮辛格教授表示。
基于仿真的方法在基础开发阶段确定完关键CAD尺寸和电池包几何结构开始。为此，FEV创建两套定制化模型。运用多物理场仿真搭建一个模型，来评估和优化单个电池单体热失控、单体间和电池模组间热扩散。该模型及针对客户需求定制化的变体模型，可优化设计，提供如热屏障等应对措施。同时，定制另一个基于流体的通风模型，用来评估并优化通风通道设计、通风阀尺寸、电池包内部重要母线布线。
热模型和通风模型分别开发、定制。每个模型将通过物理测试数据进一步验证。该测试方法基于从单体到模组再到电池包的逐步验证，在电池包层面使用不同的假电池包评定热扩散行为。这种级联测试方法可通过已有的任意数据（如单体数据）达成优化。优势是可在开发早期收集试验数据，无需搭建功能完整的电池包，可节约时间和成本。
模型通过物理测试数据验证后，合并热模型和通风模型，建立一个包含热电池模型、本地热传递系数、通风模型中液体/气体温度的完全耦合模型。该整合模型可用于精度更高、更详细的仿真中，评估性能，选取优化的设计参数和验证。最后，设计作为完整的电池包来测试和验证。
“很明显，热扩散是电池包一个安全考量，”FEV集团CEO史蒂芬·皮辛格教授指出，“我们很自豪，能为客户在电池开发早期使用仿真方法解决热扩散问题，并能引领这项技术。”
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