PACK模组 系统寿命评估仿真

JE飞捷反威动力天津市捷威动力工业有限公司-研究院RSD部02系统寿命评估案例03车辆模型标定04附录-寿命模型05附录-曲线拟合回归06附录-不同循环预测对比系统寿命评估流程系统寿命评估仿真流程：温升测试仿真模型温度标定温升测试仿真模型温度标定日历测试仿真模型日历标定日历测试仿真模型日历标定循环测试仿真模型循环标定客户工况仿真模型寿命评估系统寿命评估案例系统寿命评估案例热管理标定：系统寿命评估案例热管理标定：仿真模型：包括系统/电池电模型、热模型、对流散系统寿命评估案例热管理标定：系统寿命评估案例热管理标定：系统寿命评估案例热管理标定：系统寿命评估案例热管理标定：通过仿真结果与测试结果对标，调整确定最终仿真参数，使仿系统寿命评估案例00000000000000系统寿命评估案例仿真模型：建立31Ah电芯100%SOC、70%SOC、30%SOC25、45、55℃日历老化模型，运行模型，使模型容系统寿命评估案例仿真结果：100%SOC25℃日历：10容量损失容量损失容量损失容量损失标定标定标定标定系统寿命评估案例仿真结果：70%SOC25℃日历：7容量损失容量损失容量损失容量损失标定标定标定标定70%SOC25℃静置90天，仿真容量衰减4.08%，70%SOC45℃静置90天，仿真容量衰减6.13%，系统寿命评估案例容量损失容量损失容量损失容量损失标定标定标定标定系统寿命评估案例日历参数Bcal日历参数日历参数Bcal日历参数zcal日历参数Eacal系统寿命评估案例循环标定：系统寿命评估案例循环标定：仿真模型：建立31Ah电芯25、45℃1C/1C循环老化模型，运行1100周，使模型容量衰减与实验测试数据系统寿命评估案例循环标定：容量损失容量损失标定SOC标定SOC25℃循环1100周，仿真容量衰减9.64%，实验测试系统寿命评估案例循环标定：容量损失标定SOC容量损失标定SOC系统寿命评估案例循环标定：循环老化参数：最终确定半经验老化模型参数如下：循环参数循环参数alphacyc循环参数Bcyc循环参数循环参数Bcyc循环参数zcyc循环参数Eacyc系统寿命评估案例客户工况评估：系统寿命评估案例客户工况评估：平均高温平均高温℃平均低温℃系统寿命评估案例客户工况评估：环境温度：根据城市（如三亚）月平均低温、平均高温设系统寿命评估案例客户工况评估：仿真模型：包括系统/电池电模型、老化模型、热模型、对流散热、液冷散热、行车功率工况、天系统寿命评估案例客户工况评估：容量损失TemperatureSOC容量损失TemperatureSOC车辆模型标定车辆模型标定车辆信息：深圳运营车辆，运营时间2019.2.27-2021.1.30，行驶里程9187车辆模型标定热管理模型标定：车辆模型标定热管理模型标定：仿真模型：包括系统/电池电模型、热模型、对车辆模型标定热管理模型标定：通过仿真结果与测试结果对标，调整确定最终仿真参数，使仿车辆模型标定00车辆模型标定仿真模型：建立51Ah电芯100%SOC、25、45℃日历老化模型，运行模型，使模型容量衰减与实验测试数车辆模型标定0容量损失容量损失标定标定车辆模型标定0容量损失容量损失标定标定45℃静置180天，仿真容量衰减4.40%，测试容量衰减4车辆模型标定日历参数Bcal日历参数日历参数Bcal日历参数zcal日历参数Eacal车辆模型标定循环标定：0000车辆模型标定循环标定：仿真模型：建立51Ah电芯25、45℃车辆模型标定循环标定：0总容量衰减总容量衰减标定标定车辆模型标定循环标定：0标定总容量衰减标定总容量衰减车辆模型标定循环标定：循环参数Bcyc循环参数Eacyc循环参数Bcyc循环参数Eacyc循环参数zcyc循环参数alphacyc车辆模型标定车辆寿命评估：平均高温平均高温℃平均低温℃4848823车辆模型标定车辆寿命评估：仿真模型：包括系统/电池电模型、老化模型、热模型、对流散热、天车辆模型标定车辆寿命评估：环境温度：根据城市（如深圳）月平均低温、平均高温设车辆模型标定车辆寿命评估：总容量损失电池温度总容量损失电池温度仿真行驶里程91876km，容量衰减7.17%，测试行驶里程91876km，容量衰减8.3%，电池致力于成为全球卓越绿色能源解决方案提供商致力于成为全球卓越绿色能源解决方案提供商THANKS寿命模型参考文献：半经验寿命模型：研究了放电时间、温度、放电深度、放电倍率四个实验参数的影响。寿命模型循环测试矩阵：测试条件包括五个不同的温度（-30、0、15、25、45、60。C）、五个水平的DOD（90%、80%、50%、20%和10%）和四个放电倍率（C/2、2C、6C和10C）。寿命模型循环寿命模型：寿命模型的函数形式可以表示为：其中t是循环时间，T是电池温度，DOD是放电深度，Rate是循环测试的放电倍率。寿命模型DOD影响：观察如图3所示，其中绘制了在60℃和C/2速率下cell在不同DOD下的容量保持随循环次数的函数。当以这种方式绘制时，容量衰落似乎是DOD的函数。然而，如图4所示，当绘制相同的数据作为时间的函数时，结果表明DOD对容量衰减的影响非常小。发现容量衰减率在每个DOD处大致相同，表明循环时间的影响比DOD更为显著。在仔细检查所有以C/2比率的DOD数据之后，我们得出结论，DOD效应对于所调查的条件并不重要。因此，不考虑DOD效应用于在低放电率下形成模型。寿命模型DOD影响：在消除DOD之后，容量衰减仅受时间（t）和温度（T）的影响，在C／2放电率下。在这种情况下，我们采用以下电池寿命模型：Ah寿命模型：代替使用时间，我们选择Ah吞吐量作为寿命建模的参数。Ah吞吐量表示电池在循环过程中所输送的电荷量。在每个C倍率下，Ah吞吐量与时间成正比；然而，使用Ah吞吐量的优点是它允许我们量化和关联不同C倍率的容量衰减行为。寿命模型可以表示为：在公式（3），Qloss，容量损失的百分比，B指数因子，Ea活化能，jmol-1，R气体常数，T是绝对温度，Ah是Ah吞吐量，Ah循环数）×DOD*2*（cell容量Z幂律因子，指数项表示温度跟随ArrheniusLaw。寿命模型循环老化扩模型：循环老化引起的容量损失受电流和温度两个主要的应力因素的影响。公式调整为：Eacyc—活化能，以[J/mol]表示Α—电流而引起的老化加速系数。zcal—幂律因子，是无量纲常数寿命模型循环老化模型：附录-曲线拟合回归参数回归：QlossQloss=B*exp(一REQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(E),T)a)*(Ah)z参数回归：参数回归：Qloss=B*exp(一REQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(E),T)a)*(Ah)z参数回归：案例Qloss=4*exp((-13700+370.3)/8.314/(273.15+T))*(Ah)0.55附录-不同循环预测对比不同循环预测对比测试数据：25℃循环周数容量损失吞吐量25℃循环周数容量损失吞吐量/Ah2.52%11461.523.73%22721.104.54%33865.495.31%44906.936.22%55827.787.03%66687.927.78%77454.898.60%88130.679.51%98707.3910.55%109168.0911.89%119489.7513.09%129665.694.54%11239.316.17%22207.267.59%33001.168.92%43636.8110.21%54128.0511.56%64461.6113.12%74629.2914.66%84613.8716.40%94410.0718.23%103998.0720.23%113356.0222.38%122459.41不同循环预测对比总容量衰减标定总容量衰减标定仿真结果：400周数据预测仿真结果：400周数据预测25℃循环周数容量损失仿真2.52%2.51%3.73%3.59%4.54%4.42%5.31%5.12%6.22%5.75%7.03%6.31%7.78%6.83%8.60%7.31%9.51%7.77%10.55%8.19%11.89%8.60%13.09%8.99%1C/1C25℃循环400周，仿真容量衰减3.59%，测试容量衰减3.73%；1C/1C25℃循环1800周，仿真容量衰减7.77%，测试容量衰减9.51%。不同循环预测对比总容量衰减标定仿真结果：400周数据预测总容量衰减标定1C/1C45℃循环400周，仿真容量衰减6.18%，测试容量衰减6.17%；预测循环1800周，仿真容量衰减13.28%，测试容量衰减16.40%。仿真结果：800周数据预测仿真结果：800周数据预测总容量衰减标定25℃循环周数容量损失仿真2.52%2.69%3.73%3.83%4.54%4.70%5.31%5.44%6.22%6.09%7.03%6.67%7.78%7.21%8.60%7.71%9.51%8.17%10.55%8.62%11.89%9.04%13.09%9.44%结论：1C/1C25℃循环800周，仿真容量衰减5.44%，测试容量衰减5.31%；预测循环2400周，仿真容量衰减9.44%，测试容量衰减13.09%不同循环预测对比仿真结果：800周数据预测仿真结果：800周数据预测总容量衰减总容量衰减标定标定结论：1C/1C45℃循环800周，仿真容量衰减8.92%，测试容量衰减8.92%；预测循环2400周，仿真容量衰减15.38%，测试容量衰减22.38%。不同循环预测对比总容量衰减标定总容量衰减标定仿真结果：1200周数据预测仿真结果：1200周数据预测25℃循环周数容量损失仿真2.52%2.75%3.73%3.99%4.54%4.95%5.31%5.78%6.22%6.51%7.03%7.17%7.78%7.78%8.6