[發(fā)明專利]電池模組的聯(lián)合仿真方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010062846.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111428335B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國煒;李建昌;郭瑞強
• 申請（專利權(quán)）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 白雪靜

本發(fā)明提供了一種電池模組的聯(lián)合仿真方法及裝置，該方法包括以下步驟：通過Amesim軟件獲取電池模組的參數(shù)，計算電芯的生熱量；將生熱量傳輸至Star ccm軟件中；Star ccm軟件根據(jù)生熱量進行散熱計算，并將散熱計算得到的電芯溫度傳輸至Amesim軟件；Amesim軟件接收電芯溫度，并結(jié)合電池模組的參數(shù)重新計算生熱量，得到新的生熱量，并將新的生熱量傳輸至Star ccm軟件進行散熱計算。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)電池模組的聯(lián)合仿真，即利用Amesim進行生熱計算，利用star ccm進行散熱分析，采用兩個軟件各自的優(yōu)點，規(guī)避了單一軟件進行仿真時精度差的問題，從而提高電池模組的仿真精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池模組的聯(lián)合仿真方法及裝置。

背景技術(shù)

電池包作為電動車的核心部件，需要滿足整車使用條件下性能、安全及使用壽命等相關(guān)標準。而適宜的溫度是保證電芯使用壽命的關(guān)鍵，需要確保不論在高溫環(huán)境40℃，還是低溫環(huán)境-30℃，電芯都能夠盡量維持在0～45℃進行工作，為此需要對電池進行熱管理，即在高溫工況下對電池包進行冷卻，在低溫工況下進行加熱。在電池包熱管理工作中經(jīng)常需要應(yīng)用仿真工具進行前期熱方案評估，方案驗證以及優(yōu)化，以縮短開發(fā)周期減少試驗費用。

在電池包熱仿真過程中，生熱量的計算對仿真的精度至關(guān)重要，Star CCM作為熱仿真通用軟件在電池包熱管理仿真中應(yīng)用廣泛，主要用于三維熱仿真工作。通過三維仿真可以得到電池包內(nèi)不同位置電芯的溫度、溫差、冷卻系統(tǒng)的流阻，同時也可以進行方案優(yōu)化設(shè)計。電芯的生熱量計算方法為Q＝I²*R，其中Q為電芯生熱量，I為工況電流，R為電芯在工況下的平均內(nèi)阻。然而，在應(yīng)用Star ccm進行電池包熱管理工況仿真及方案優(yōu)化時，計算發(fā)熱功率時直流內(nèi)阻R采用的是工況下的平均值，在高溫情況時由于不同溫度和soc下內(nèi)阻變化較小，計算的發(fā)熱量偏差不大，但在考慮低溫工況放電時內(nèi)阻隨溫度變化的差異特別大，導致生熱量誤差會非常大，從而影響仿真精度。

Amesim是一款高效快捷的一維仿真軟件，其中包含熱仿真模塊。通過一維仿真可以快速得到電池包內(nèi)不同位置電芯溫度、溫差。電芯的生熱量計算方法為Q＝I²*R，其中Q為電芯生熱量，I為工況電流，R為基于不同溫度不同soc不同放電倍率的內(nèi)阻。然而，在應(yīng)用Amesim進行電池包熱管理工況仿真時，計算發(fā)熱功率的直流內(nèi)阻更加精準，但一維仿真不能夠反應(yīng)電池包內(nèi)所有點的溫度分布，同時計算散熱量時只考慮單一方向，導致散熱量計算不夠精確，從而影響仿真精度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種電池模組的聯(lián)合仿真方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)電池模組的聯(lián)合仿真，即利用Amesim進行生熱計算，利用star ccm進行散熱分析，采用兩個軟件各自的優(yōu)點，規(guī)避了單一軟件進行仿真時精度差的問題，從而提高電池模組的仿真精度。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種電池模組的聯(lián)合仿真方法，包括以下步驟：通過Amesim軟件獲取電池模組的參數(shù)，計算電芯的生熱量；將所述生熱量傳輸至Star ccm軟件中；所述Star ccm軟件根據(jù)所述生熱量進行散熱計算；并將散熱計算得到的電芯溫度傳輸至所述Amesim軟件；所述Amesim軟件接收所述電芯溫度，并結(jié)合所述電池模組的參數(shù)重新計算生熱量，得到新的生熱量，并將所述新的生熱量傳輸至所述Star ccm軟件進行散熱計算。

進一步地，所述Star ccm軟件周期性將散熱計算得到的電芯溫度傳輸至所述Amesim軟件。

進一步地，所述Amesim軟件與Star ccm軟件迭代進行數(shù)據(jù)交互，直至達到預(yù)設(shè)的工況截止時間。

進一步地，通過Amesim軟件獲取電池模組的參數(shù)，計算電芯的生熱量，具體包括：在所述Amesim軟件中調(diào)用預(yù)存的電芯生熱量計算模型，向所述電芯生熱量計算模型輸入獲取的電池模組的參數(shù)，計算所述電芯的生熱量，其中，所述電池模組的參數(shù)至少包括：電芯溫度、SOC、電池放電倍率中的一個或多個。