隨著國(guó)家對(duì)新能源汽車的扶持和推廣力度不斷加大，行業(yè)規(guī)范也越來(lái)越完善，一些不符合要求的電池包廠也逐漸被淘汰。未來(lái)要想在新能源汽車領(lǐng)域有所斬獲，必須了解并適應(yīng)國(guó)家對(duì)此行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展方向。根據(jù)國(guó)家對(duì)新能源電池行業(yè)規(guī)范條件，電池包要進(jìn)行公告申報(bào)，只有通過(guò)公告的電動(dòng)汽車電池廠家，才能夠進(jìn)行電池的生產(chǎn)。

首先，這是十分必要的：

1）、這是對(duì)工廠的產(chǎn)能及實(shí)力的要求，《規(guī)范條件》對(duì)企業(yè)產(chǎn)能提出了量化的要求，鋰離子動(dòng)力蓄電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于2億瓦時(shí)，金屬氫化物鎳動(dòng)力蓄電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于1千萬(wàn)瓦時(shí)，超級(jí)電容器單體企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于5百萬(wàn)瓦時(shí)。系統(tǒng)企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于10000套或2億瓦時(shí)。生產(chǎn)多種類型的動(dòng)力蓄電池單體企業(yè)、系統(tǒng)企業(yè)，其年產(chǎn)能力需分別滿足上述要求。

2）、為推動(dòng)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，《規(guī)范條件》對(duì)企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)、人員、設(shè)計(jì)規(guī)范文件體系和具體的設(shè)計(jì)研發(fā)能力提出了要求，企業(yè)應(yīng)建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)機(jī)構(gòu)，應(yīng)配備占企業(yè)員工總數(shù)比例不得少于10%或總數(shù)不得少于100人的研究開發(fā)人員，應(yīng)建立與汽車研發(fā)相適應(yīng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)流程和技術(shù)管理體系，建立汽車動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范，建立產(chǎn)品開發(fā)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

3）、為保證企業(yè)產(chǎn)品的安全性和一致性，《規(guī)范條件》對(duì)企業(yè)產(chǎn)品和質(zhì)量保證能力提出了要求，企業(yè)應(yīng)通過(guò)IATF：16949質(zhì)量體系認(rèn)證，應(yīng)建立從原材料、部件到成品出廠完整的檢驗(yàn)和可追溯體系。

4）、為推動(dòng)新能源汽車市場(chǎng)的形成和發(fā)展，對(duì)動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品提供質(zhì)量保證等售后服務(wù)，《規(guī)范條件》要求企業(yè)應(yīng)建立完善的售后服務(wù)體系，會(huì)同汽車整車企業(yè)研究制定可操作的廢舊動(dòng)力蓄電池回收處理、再利用的方案。而根據(jù)2017年3月1日，工業(yè)和信息化部發(fā)展改革委科技部財(cái)政部關(guān)于印發(fā)《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》的通知:

1）、產(chǎn)品性能大幅提升。到2020年，新型鋰離子動(dòng)力電池單體比能量超過(guò)300瓦時(shí)/公斤；系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260瓦時(shí)/公斤、成本降至1元/瓦時(shí)以下，使用環(huán)境達(dá)-30℃到55℃，可具備3C充電能力。到2025年，新體系動(dòng)力電池技術(shù)取得突破性進(jìn)展，單體比能量達(dá)500瓦時(shí)/公斤。

2）、鼓勵(lì)動(dòng)力電池龍頭企業(yè)協(xié)同上下游優(yōu)勢(shì)資源，集中力量突破材料及零部件、電池單體和系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，大幅度提升動(dòng)力電池產(chǎn)品性能和安全性，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)單體350瓦時(shí)/公斤、系統(tǒng)260瓦時(shí)/公斤的新型鋰離子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和整車應(yīng)用。

其次，也是對(duì)產(chǎn)品的要求，工信部于2017年1月6日發(fā)布《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》，自2017年7月1日起施行。通過(guò)審查的新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品，由工信部通過(guò)《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》（以下簡(jiǎn)稱《公告》）發(fā)布。根據(jù)準(zhǔn)入新規(guī)，申請(qǐng)準(zhǔn)入的新能源汽車產(chǎn)品，應(yīng)符合《新能源汽車產(chǎn)品專項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》。

不難看出，國(guó)家相關(guān)部門十分重視新能源行業(yè)電池包廠家產(chǎn)能、設(shè)計(jì)和分析技術(shù)能力，以及產(chǎn)品性能尤其是安全方面的性能，各大電池廠家只有加快和加大在產(chǎn)品研發(fā)方面的技術(shù)投入，從提升自身產(chǎn)品性能出發(fā)，才能滿足日益嚴(yán)苛的產(chǎn)品應(yīng)用需求以及國(guó)家的相關(guān)規(guī)范，才能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。

目前新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要集中在混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車上。作為電動(dòng)汽車的“心臟”，動(dòng)力電池一直是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。就像內(nèi)燃機(jī)車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有各種要求，新能源汽車對(duì)電池組也有著苛刻的性能要求，包括安全性、穩(wěn)定性、成本、充放電效率、比功率、比能量等，這些直接關(guān)系到新能源車在電動(dòng)驅(qū)動(dòng)上的表現(xiàn)。

為了能在最短周期內(nèi)研制出高質(zhì)量、可靠穩(wěn)定的新能源汽車，工程師在研發(fā)環(huán)節(jié)引入先進(jìn)的CAE仿真技術(shù)，來(lái)替代傳統(tǒng)的反復(fù)使用物理樣機(jī)驗(yàn)證方法。CAE技術(shù)可以在車用電池包設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)電池包的結(jié)構(gòu)和性能做出預(yù)估，從而大大降低電動(dòng)汽車電池包開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，降低開發(fā)費(fèi)用，從而提高電池包的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)廠商機(jī)構(gòu)，如比亞迪等都在積極地進(jìn)行新能源汽車及其零部件的研發(fā)，因此，積極探索CAE技術(shù)在新能源汽車電池包設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造中的應(yīng)用是十分有意義的。

利用CAE技術(shù)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行仿真分析主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）電池組熱管理，可以建立虛擬的電池組和散熱通道的三維模型，在此基礎(chǔ)上分析散熱效果并對(duì)不同方案進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化，取代了試驗(yàn)方法，大大提高了設(shè)計(jì)效率；

（2）電池的機(jī)械性能分析，仿真模擬碰撞，碾壓，針刺對(duì)電池的影響；

（3）電池的電性能分析，可研究過(guò)充/過(guò)放，大電流，充/放，外部短路對(duì)電池的影響；

（4）電池的結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，可研究電池組的振動(dòng)、耐久性和疲勞壽命。

點(diǎn)擊訪問(wèn)：電池包殼體輕量化設(shè)計(jì)仿真

通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行靜態(tài)分析，動(dòng)態(tài)分析，CFD分析（熱、電、磁），提高產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，有效降低產(chǎn)品總成本和研發(fā)周期，提高研發(fā)人員的設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效率。

一、熱分析。熱分析主要是分析電池的溫度，根據(jù)分析結(jié)果提供合理的熱管理方案，延長(zhǎng)電池包使用壽命，最大限度提高電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

（1）根據(jù)電池種類和PACK形式、電池?zé)崽匦?、使用量和使用環(huán)境等因素，確定其許用工作溫度范圍；

（2）分析不同環(huán)境條件（高溫、低溫）和各種使用工況（巡航、怠速、上坡、加速、充放電過(guò)程等）下的溫度，并根據(jù)溫度分布選擇合理的熱管理方案；

（3）構(gòu)建初步的熱管理方案；

（4）構(gòu)建精細(xì)的熱管理方案。目前，電池?zé)峁芾淼臉?biāo)準(zhǔn)還未完全建立，一般都是根據(jù)不同類型電池的工作溫度（溫度高低和溫度均勻性）指標(biāo)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的。熱分析內(nèi)容也需要根據(jù)客戶目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，常規(guī)的可參考TESLA MODEL S系列的熱管理方案、日產(chǎn)的LEAF、BMW的i3等等。國(guó)內(nèi)車企的熱管理方案也是五花八門，既有模仿國(guó)外車企，也有各大電池商或整車廠自主設(shè)計(jì)的熱管理系統(tǒng)。

二、電池包機(jī)械性能分析。機(jī)械性能分析主要用于仿真模擬碰撞、擠壓、碾壓以及針刺都工況對(duì)電池的影響，參考已頒布的測(cè)試規(guī)范，利用結(jié)構(gòu)分析軟件完成指定工況的校核。

三、電池包的電性能分析。電性能分析可研究過(guò)充/過(guò)放，大電流，充/放，外部短路對(duì)電池的影響；

四、動(dòng)力學(xué)分析。利用動(dòng)力學(xué)分析可以研究電池組的振動(dòng)、耐久性和疲勞壽命等。比如，電池包在車輛行駛過(guò)程中發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)，研究隨機(jī)振動(dòng)對(duì)電池包的疲勞壽命的影響具有重要意義。

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對(duì)電池包完成仿真分析，一般需要提供以下信息：

1）電池型號(hào)；

2）電池類型（如磷酸鐵鋰、三元）；

3）充放電倍率；

4）液冷or風(fēng)冷；

5）最高溫度指標(biāo)、環(huán)境溫度；

6）整體均溫指標(biāo)、單體均溫指標(biāo)；

7）液冷系統(tǒng)自循環(huán)還是整車提供；

8）風(fēng)冷是車載空調(diào)還是自帶風(fēng)扇；

9）電池包模型初步結(jié)構(gòu)方案；

10）電池包工作狀態(tài)描述；

11）分析對(duì)應(yīng)規(guī)范；

12）其他特殊要求等。

備注：實(shí)際操作中，并非需要提供所有數(shù)據(jù)，具體需求根據(jù)分析校核內(nèi)容不同而定。