我國新能源汽車:“發(fā)展速度”以犧牲 “發(fā)展質(zhì)量”為代價?
截止至2017年,全球新能源汽車累計銷售突破340萬輛,其中,去年銷量超過142萬輛,而中國市場新能源汽車的銷量達到77.7萬輛,占比超過50%……這些光鮮亮麗的數(shù)據(jù),是新能源汽車近幾年爆發(fā)式增長的一個折射,同時,中國當(dāng)之無愧的又邁在了世界前列。
然而, 有人對此提出質(zhì)疑,我國新能源汽車的“發(fā)展速度”以犧牲“發(fā)展質(zhì)量”為代價,在可靠性安全上我們還常常遇到諸如“經(jīng)常無法啟動”、“行駛中突然失去動力”、“行駛中突然失去車輛操控”、“充電慢或無法充電”、“電池安全隱患”等等一系列問題。必須承認的是,我國新能源汽車行業(yè)確實還不盡完美,但隨著支撐新能源汽車“發(fā)展速度”的背后力量正逐步強大,在不久的將來,那些質(zhì)疑將不攻自破。
新能源汽車行業(yè)想要發(fā)展、升級、完善,CAE在其中起到舉足輕重的作用。CAE技術(shù)在發(fā)達國家汽車行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,從最初的線彈性部件分析到汽車結(jié)構(gòu)中大量的非線性問題分析,到現(xiàn)在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等,CAE分析幾乎涵蓋了汽車性能的所有方面。用于新能源汽車的CAE技術(shù),還包括電池組仿真分析、電動機仿真分析、電力電子器件仿真分析、電磁兼容仿真分析、多物理場的系統(tǒng)集成仿真分析等。
有限元科技作為國內(nèi)CAE仿真應(yīng)用行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,在汽車整車領(lǐng)域都擁有豐富的有限元分析案例,特別是在新能源汽車電池?zé)峁芾矸矫?,有限元科技研發(fā)設(shè)計了具有領(lǐng)先優(yōu)勢的散熱技術(shù),通過水冷優(yōu)化方案、自然冷卻方案和強迫風(fēng)冷+制冷優(yōu)化方案等三大熱管理技術(shù)有效解決動力電池包散熱問題,讓新能源汽車遠離電池受熱自燃的危險?,F(xiàn)分享一個動力電池仿真實例,帶您快速了解仿真分析對新能源汽車發(fā)展的重要價值。
分析中采用的前提和假設(shè):
仿真分析中涉及的傳熱方式 |
同時考慮了各個零部件/元器件自身的傳導(dǎo)、與空氣之間的對流換熱,考慮主要部件的輻射換熱 |
分析模式 |
瞬態(tài)分析:在給定元件發(fā)熱功率的情況下,分析在此時間段內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)部的溫度分布情況 |
分析級別 |
獨立的系統(tǒng),假設(shè)產(chǎn)品放置在自然環(huán)境中 |
仿真分析中的空間尺寸 |
電池包外圍尺寸 |
工作環(huán)境(溫度/海拔) |
25C環(huán)境溫度 |
總的功耗 |
單個電芯1C放電,20AH,2毫歐 |
放置方式 |
Z軸方向 |
其他處理 |
根據(jù)經(jīng)驗,模型中不影響散熱性能的一些特征和元件忽略掉 |
采用的軟件 |
Flotherm 10.1 |
功耗及風(fēng)機設(shè)置:
單個電池的發(fā)熱量按照放電電流1C和內(nèi)阻2毫歐姆確定,電池為20AH。
風(fēng)機風(fēng)量15.4CFM,風(fēng)壓0.78inch*H20
分析方案:
工況 25C環(huán)境下1C放電一小時
分析模型:
放電一小時溫度截面云圖(Y方向):
放電一小時溫度截面云圖(Y方向):
單一模組(僅選取一部分)充電一小時溫度分布圖:
仿真分析結(jié)果:
1、在環(huán)境溫度25度的情況下,電池組放電一小時最大溫度為30.7度,沒有超過電池工作的溫度范圍系統(tǒng)可以正常運行。
2、外殼向外散熱方面,對流散熱功率11.85W,輻射散熱功率為26.67W,若今后出現(xiàn)熱量不能很好的散到環(huán)境中的情況,則可以嘗試在外殼上增加翅片來增加對流散熱功率。
通過對動力電池的散熱案例,我們可以看出合理運用CAE仿真技術(shù),能有效幫助企業(yè)解決產(chǎn)品安全性和可靠性的問題,提升產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)。隨著國內(nèi)車企對CAE仿真技術(shù)重視度的提高,關(guān)于新能源汽車質(zhì)量方面的疑慮也必將云散。有限元科技愿助力新能源汽車行業(yè)“跑的更快、更穩(wěn)”貢獻更多的力量。