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【技術文章】ANSYS Simplorer 電池包開發設計

2017.12.08

於系統層級模擬環境開發電動車之電池包
 
背景介紹
自20世紀初以來,鋰離子電池逐漸躍升儲能產業的發展重點之一。由於其輕質及高效能的特性,目前已經成為攜帶式電子產品及電動車市場上最受歡迎的可重複充電儲能裝置。
對於電動車之開發,電池包(Battery Pack)為研發重點之一,於電池堆疊架構之電容量、散熱性、穩定性及安全性等皆需透過精準的模擬以得到最佳設計。

技術挑戰
車載電池包的堆疊通常是數以百計甚至數以千計,而電池的材質、堆疊的形式、耦合的電化學反應及散熱都會造成顯著的影響。電池包一直朝向體積小、重量輕、電容量大及高安全性的目標發展,必須同時考慮這些因素才能達到最佳化的設計。
電池包的溫度是車輛可靠度及安全性的關鍵要素,對車廠而言,電池管理的開發為電動車發展之首要發展技術之一,一般車用電池容忍的溫度範圍約從25℃至35℃,但外部氣溫卻可能是-40℃到50℃的環境,此時電池管理系統必須有效偵測各電池單體的電壓、電流、溫度及各式資訊,來達到整個電池包的溫控。為了設計出高效管理及快速冷卻的電池管理系統,多領域分析電池耦合之電熱化學反應為不可免除的模擬過程,而傳統重複性地測試亦會佔用車輛發開週期大量的時間與資源。
ANSYS Simplorer 系統層級模擬提供了有效的解決方法,讓使用者同時兼具精準度與模擬效率,在最短時間內完成開發設計及測試流程。
 

Simplorer 模擬結果(藍)與實際測量值(紅)比對,左上為整體電池模組電壓值;
右上為電池充電狀態;左下為單顆電池平均溫度;右下為充電所產生之熱能


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Simplorer電池模組開發設計
2017-12-08 11:16:00
2017-12-08 11:16:00
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