[實(shí)用新型]電池包模擬仿真工況熱分析系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720238025.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN206684275U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冠程;湯賢袖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市朗能動(dòng)力技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，涉及一種模擬新能源車仿真工況的系統(tǒng)，尤其涉及一種電池包模擬仿真工況熱分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益加劇，在應(yīng)對(duì)潛在的能源短缺以及逐漸嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，為了節(jié)能減排，減少排放對(duì)環(huán)境的污染，發(fā)展以電動(dòng)車等新能源車已經(jīng)作為國(guó)家戰(zhàn)略在推行。目前制約電動(dòng)汽車普及和推廣的主要關(guān)鍵因素是電池。電池是一個(gè)電、化學(xué)和熱力學(xué)集成的系統(tǒng)，是一個(gè)多輸入、多輸出的非線性變化的系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)特性非常復(fù)雜。目前的技術(shù)發(fā)展路線中，又分為純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車，受使用工況、電池容量以及工作模式的影響，對(duì)電池的溫度、功率以及容量特性提出不同的設(shè)計(jì)要求。因此，需要在開發(fā)與整車相適宜的電池系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)前期的測(cè)試工具和方法的選擇非常關(guān)鍵。

目前電池包在充放電過程中，產(chǎn)生溫度和溫升趨勢(shì)數(shù)據(jù)的采集，主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)：

1. 電池包放置在常溫常濕區(qū)域。

2. 在電池包內(nèi)部需要測(cè)量溫度的位置安裝熱電偶探頭。

3. 熱電偶探頭連接分析儀器，分析儀器連接電腦測(cè)試軟件。

4. 對(duì)電池包進(jìn)行充放電。

5. 通過熱電偶采集溫度和溫升趨勢(shì)數(shù)據(jù)。

6.通過采集上來的溫度和溫升趨勢(shì)數(shù)據(jù)，分析熱管理方案是否滿足要求，是否需要改進(jìn)。

現(xiàn)有技術(shù)中已有熱分析系統(tǒng)存在以下問題：

1．電池包的冷卻系統(tǒng)是靜態(tài)放置的，無論溫度多高，也不會(huì)觸發(fā)BMS通過冷卻系統(tǒng)來調(diào)節(jié)溫度，無法驗(yàn)證冷卻系統(tǒng)的作用。

2．電池包放置在常溫常濕下，進(jìn)行充放電，所產(chǎn)生的熱量及損失的熱量與實(shí)際工況差異很大，實(shí)際情況電池包在車體內(nèi)，外界溫差可能會(huì)達(dá)到50攝氏度，濕度差別可能會(huì)達(dá)到80%RH，電池包熱量形成和熱量損失差異很大。該系統(tǒng)無法驗(yàn)證電池包在不同溫度和不同濕度下，溫度和溫升差異性。

3．無法驗(yàn)證各種因素和條件相互組合，對(duì)溫度和溫升的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)如上所述的電池包模擬仿真工況熱分析方法的系統(tǒng)，主要包括電池包、水箱、水泵、空調(diào)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、PTC系統(tǒng)以及多個(gè)傳感器，所述電池包和水箱、水泵之間用液體管道連接，水泵和電池包之間的液體管道設(shè)置有熱交換系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)分別與空調(diào)系統(tǒng)和PTC系統(tǒng)連接，所述電池包的兩端管道連接口處設(shè)置有多個(gè)傳感器，所述傳感器包括管道進(jìn)水口流量傳感器、流速傳感器、溫度檢測(cè)傳感器。

優(yōu)選的，上述系統(tǒng)還包括電池包充放電設(shè)備，與電池包連接。

優(yōu)選的，上述系統(tǒng)還包括加、減濕設(shè)備，用于模擬包體工作環(huán)境。

優(yōu)選的，上述系統(tǒng)還包括參數(shù)設(shè)置、溫度數(shù)據(jù)采集和分析工作平臺(tái)，與所述PTC系統(tǒng)連接。

一種電池包模擬仿真工況熱分析方法，包括：

步驟一、被動(dòng)分析，在電池包熱管理設(shè)計(jì)開發(fā)前期，無法確定電池包相關(guān)熱管理參數(shù)時(shí)進(jìn)行；

步驟二、主動(dòng)分析，電池包熱管理設(shè)計(jì)開發(fā)中期，已經(jīng)通過被動(dòng)分析確定了比較準(zhǔn)確的熱管理參數(shù)，電池包結(jié)構(gòu)和熱管理結(jié)構(gòu)經(jīng)過被動(dòng)分析，已經(jīng)做了初步優(yōu)化；

所述被動(dòng)分析包括：

步驟1.1、通過理論計(jì)算、電腦熱模擬、歷史經(jīng)驗(yàn)的方式初步確定熱交換量相關(guān)參數(shù)值；

步驟1.2、當(dāng)溫度探頭檢測(cè)到電池包內(nèi)部溫度高于或低于電芯正常工作溫度時(shí)，工作平臺(tái)觸發(fā)相關(guān)設(shè)備/設(shè)施按照初步確定的參數(shù)實(shí)施熱循環(huán)和熱交換；

步驟1.3、檢測(cè)電池包包體內(nèi)部溫度、溫升和溫差數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)來調(diào)整電池包結(jié)構(gòu)和熱管理結(jié)構(gòu)；

所述主動(dòng)分析包括：

步驟2.1、通過電池包BMS控制策略中關(guān)于熱管理控制模塊主動(dòng)對(duì)電池包溫度進(jìn)行監(jiān)控、觸發(fā)熱循環(huán)和熱交換系統(tǒng)、停止熱循環(huán)和熱交換系統(tǒng)；

步驟2.2、確認(rèn)電池包BMS軟、硬件的功能、性能和可靠性。

優(yōu)選的，上述熱交換量相關(guān)參數(shù)值包括水泵轉(zhuǎn)速、空調(diào)系統(tǒng)制冷溫度、PTC系統(tǒng)加熱溫度、電池包體外部工作環(huán)境溫度和濕度、電池包體外部風(fēng)速以及吹風(fēng)角度。

優(yōu)選的，上述方法對(duì)管道進(jìn)出水口的溫度、流速，電池包體外部工作環(huán)境溫度、濕度，電池包體內(nèi)部溫度均可做到在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。