通过电池包仿真,充分发挥系统潜力

单个电芯的测量数据无法告诉您电池包的实际表现。

系统优化可充分挖掘电池系统的潜力:更高的峰值功率、更晚的降额触发、更均匀的温度分布以及更合理的冷却系统设计。单电芯测量无法反映电池包层面的影响,例如接触电阻以及电芯之间的相互加热效应。基于经过验证的 Batemo Cell Model 进行电池包仿真,可在第一个原型机制造之前预测上述特性。

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一个由圆柱电芯组成的电池模组,附有热图显示中间电芯温度较高,以及一张图表显示仿真电池包可输出更高峰值功率且降额时间更晚。

电池包仿真:当前现状与引入 Batemo Cell Model 后的对比

目前,电池包的规格由单电芯测量数据确定,并在原型机上进行修正。借助 Batemo Cell Model,可在制造任何实物之前,先对电池包进行电气和热仿真,从而提前发现其潜力与风险。

实测值与 Batemo Cell Model 对比

电压 / V · 表面温度 / °C

在 25 °C 环境温度下,4 个电流下 Samsung SDI INR21700-50E 的实测放电曲线 2.42.83.23.64.04.42040600246

容量 / Ah

  • 0.49 A
  • 4.93 A
  • 9.86 A
  • 19.73 A

0.7%

模型电压偏差,所有验证测试的均方根值

0.8K

温度偏差,均方根值

在 25 °C 下,0.1 C 至 4 C 的 Samsung SDI INR21700-50E 实测放电曲线。 查看电芯 ›
  1. 当前

    首先对每款电芯进行表征。

    在模型建立之前,每个电芯需在多个温度下分别进行脉冲测试和开路电压测试。

    使用 Batemo Cell Model

    从经过验证的模型出发。

    从Batemo Cell Model Library中选择超过190个模型之一,当天即可开始研究。

    您的收益: 190+经过验证的电芯模型,即刻可用

  2. 当前

    拟合等效电路模型。

    一至两个 RC 对仅能重现其拟合数据点,在大电流、低温及低荷电状态下会出现偏差。

    使用 Batemo Cell Model

    描述物理过程。

    Batemo Cell Model描述了电芯内部的电气、化学及热力学过程。在198个经过验证的电芯中,中位偏差为0.8%。如果您能找到一款精度更高的电池电芯模型,我们将全额退款。

    您的收益: Accurate覆盖电流、温度和荷电状态的全范围

  3. 当前

    从单颗电芯推算电池包。

    单电芯测量无法反映电池包带来的影响:电流路径电阻、接触电阻,以及电芯之间的相互加热。因此,电池包的实际表现往往不及电芯数据所预示的水平。

    使用 Batemo Cell Model

    在制造之前预测电池包性能。

    电池包仿真涵盖电芯之间的电气与热相互作用,使风险在模型阶段即可显现,而非等到原型阶段才暴露。

    您的收益: 降低风险电池包表现与仿真结果一致,而非仅凭预期

  4. 当前

    估算热量。

    简单热源无法反映产热量随荷电状态、温度和电流的变化,导致冷却系统按一个并不存在的电芯来设计。

    使用 Batemo Cell Model

    计算热量。

    同一模型可预测电芯在每个工作点的散热量,包括熵效应和迟滞效应。当电芯内部热点不可忽视时,Batemo Cube Model 可对其进行精细解析。

    您的收益: 一个模型用于电压与热管理

  5. 当前

    等待运行结果。

    详细的多维模型精度高,但每次运行需数小时,且需投入大量工程时间。

    使用 Batemo Cell Model

    在数分钟内完成研究。

    基于 Batemo 电芯模型构建的电池包仿真可在办公电脑上数分钟内完成运行,使设计研究得以进行多次迭代而非寥寥数次。

    您的收益: 分钟每次电池包仿真运行

  6. 当前

    独立构建电池包模型。

    电芯、连接、冷却路径和控制均需手动配置,距离获得第一个有效结果还有很长的路要走。

    使用 Batemo Cell Model

    更快构建电池包模型。

    Batemo 工程师携带来自众多电池包项目的工作流程与模板,与您共同搭建电池包模型。Batemo 不仅仅是一款软件。

    您的收益: 专家源自多个电池包项目的工作流程与模板

一位 Batemo 工程师在大屏幕上讲解电池包仿真:一个由 Batemo 电芯模型构建的模组模型,展示电芯电压、电流、温度及荷电状态随时间的变化。

Batemo 不仅仅是软件

Batemo 工程师基于多个电池包项目中使用的工作流程与模板,与您共同构建电池包模型。电芯模型经 Batemo Cell Model Library 验证后提供。

系统优化的价值所在

在您的电池包仿真中内置经过验证的电芯模型,即可在硬件制造之前了解系统的余量所在以及如何加以利用。

  1. 电芯

    圆柱形、软包或方形

  2. 模组

  3. 电池包

  • +20 %单个项目中的峰值功率

    更高峰值功率

    发掘系统中的功率储备并加以利用。

  • 更晚的功率降额

    在系统需要降频之前,更长时间保持满功率输出。

  • 更优的热平衡

    电池包温度分布更均匀,热点更少。

  • 冷却系统精准匹配

    既不过小也不过大,从而节省重量、空间和成本。

  • 更长寿命

    在设计阶段即考虑负载与老化因素,而非事后补救。

  • 更小的电池包

    充分利用现有储备,而非增加电芯数量。

  • 减少样机数量

    在硬件制造之前,在模型中对方案进行比较。

您的系统潜力在哪里?

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一只手放在笔记本电脑键盘上。屏幕上显示六个相互连接的电池电芯的电路模型,旁边是 Batemo 用户手册。
接触电阻、汇流排以及电芯之间的相互加热,共同决定了电池包的实际表现。仿真可在首个原型制造之前提前揭示这些影响。

关于电池包仿真的问题

什么是电池包仿真?

电池包仿真预测电芯组在系统中的行为:包括工况循环中的电压、电流、温度和荷电状态。工程师利用仿真在原型存在之前确定冷却方案、设定电流限制并测试控制策略。基于仿真的开发比逐一构建原型快得多。仿真还能实现更全面的测试,从而显著降低当前设计中残留错误的概率。电池包模型连接电芯、热路径与控制系统,其电芯模型决定结果是否可靠。

为什么电芯模型与电池包模型同等重要?

电池包模型在很大程度上是对电芯模型输出结果的倍增与连接。若电芯电压在大电流或低温下出现偏差,每个串联节点都会重复该误差。热量亦然:若电芯产热量有误,整个电池包的温度均会出错。逆变器、热管理系统和控制器读取电压和温度,错误的数值因此会导致错误的控制决策,而非仅产生略微偏差的结果。仿真通常关注极限工况,而这恰恰是电芯对系统形成制约的地方。电芯模型必须在这些工况下保持精确,这正是 Batemo 电芯模型的设计目标,因为其他方法在这些极限条件下的表现不够理想。

等效电路模型是否足以用于电池包仿真?

不能。等效电路模型通过简单元件复现端子行为,其结构与物理机制不符,且无法正确处理非线性特性。它仅能重现拟合所用的数据点,在其他工况下会产生偏差。在低温、高功率或老化工况下,仿真结果可能完全错误。这在系统开发中存在风险,因为您将无法再依赖仿真结果。因此,等效电路模型不应用于系统开发。

什么是电池热模型?应采用哪种方法?

电池热模型用于计算电芯产生的热量,以及热量在电池包内的传播与散发方式。对于电池包层面的系统问题,Batemo Cell Model 是合适的选择:它能预测电芯在各工作点的热耗散,将其与系统仿真中的电气行为耦合,且精度足以满足几乎所有应用场景的需求。只有当电芯内部温度分布严重不均时,才需要使用 Batemo Cube Model,它能解析局部热点。这并非常规情况,因为良好的电池包设计目标之一就是使电芯温度尽可能均匀。因此,Cube Model 主要用于精细化研究。对于具有冷却液流动的复杂电池包几何结构,模型可在三维流体仿真环境中运行。

Batemo Cell Model 可在哪些仿真工具中使用?

Batemo电芯模型内置集成MATLAB Simulink、MATLAB Simscape、Simcenter Amesim、AVL CRUISE M、AVL FIRE M、Elements及Hexagon Cradle CFD,作为FMU,可在所有主流仿真工具中运行。

Batemo 电芯模型的精度如何?

在198个经过验证的电芯中,模型中位偏差为0.8 %,以验证实验为基准进行测量。Batemo为其模型提供质量保证:如果您能找到一款精度更高的电池电芯模型,我们将全额退款。我们在本网站每个电芯页面上公布每个模型的精度,并为每个模型提供Excel报告,详细展示其在验证工况下的精度。

优化系统的两种方式

如果您需要做出决策

请将电池包和需要解答的问题一并带来。

阅读您留言的是亲自测量过这些电芯的工程师——而非邮件收件箱,也不是转发消息的销售台。

如果您需要数据

查看模型背后的实测电芯数据。

Batemo Insights 保存了 Batemo Cell Explorer 中每颗电芯背后的实测数据——包括公开版 Explorer 有意不展示的内容。

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