[發(fā)明專利]動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110357423.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN113094768A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高繼東;方銳;栗國(guó);齊創(chuàng);李洪亮;張亞軍;鄺男男;趙光磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/10
• 分類號(hào): G06F30/10;G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 蘇沖

1.動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、確定動(dòng)力電池和熱管理系統(tǒng)幾何參數(shù)和相關(guān)材料的物理參數(shù)：

S2、根據(jù)研究對(duì)象建立動(dòng)力電池系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)的幾何模型；

S3、基于幾何模型建立相應(yīng)有限元模型；

S4、根據(jù)動(dòng)力電池充放電生熱公式、熱管理系統(tǒng)冷卻散熱換熱公式一建立動(dòng)力電池充放電生熱模型；

S5、根據(jù)動(dòng)力電池?zé)崾Э厣鸁峁健峁芾硐到y(tǒng)冷卻散熱換熱公式二建立動(dòng)力電池?zé)崾Э丶盁釘U(kuò)散模型；

S6、針對(duì)動(dòng)力電池正常充放電和熱失控兩種狀態(tài)，對(duì)熱管理系統(tǒng)模型進(jìn)行虛擬仿真。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法，其特征在于：在步驟S1中的所述動(dòng)力電池包括電芯(1)、正負(fù)極柱(2)、連接極片(3)、冷卻板(4)、隔熱材質(zhì)(5)、導(dǎo)熱墊(6)和冷卻液(7)，所述電芯(1)頂部固設(shè)若干正負(fù)極柱(2)，兩兩正負(fù)極柱(2)之間分別通過一個(gè)連接極片(3)連接，電芯(1)兩側(cè)分別固設(shè)若干隔熱材質(zhì)(5)，電芯(1)底部設(shè)有固設(shè)導(dǎo)熱墊(6)，導(dǎo)熱墊(6)固設(shè)冷卻板(4)，冷卻板(4)，冷卻板(4)內(nèi)部設(shè)有冷卻液(7)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法，其特征在于：在步驟S4中的所述動(dòng)力電池充放電生熱公式如下：

上式中，E為電池電動(dòng)勢(shì)，U為電池工作電壓，T為電池溫度，I為電池工作電流，dE/dT表示電池電壓隨溫度的變化關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法，其特征在于：在步驟S4中的所述熱管理系統(tǒng)冷卻散熱換熱公式一如下：

Q₁₂＝A₂h₁(T_p-T_l)

上式中，Q11表示電池正常狀態(tài)時(shí)向冷卻管路傳遞的熱量，λ表示冷卻管路的導(dǎo)熱系數(shù)，A1冷卻管路與電池的接觸面積，dT/dx表示冷卻管路在厚度方向上的溫度梯度；Q12表示冷卻管路向冷卻液傳遞的熱量，A2表示冷卻管路與冷卻液的接觸面積，Tp表示冷卻管路內(nèi)側(cè)溫度，Tl表示冷卻液溫度，h1表示電池在正常狀態(tài)下冷卻管路和冷卻液之間的對(duì)流換熱系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法，其特征在于：在步驟S5中的所述動(dòng)力電池?zé)崾Э氐纳鸁峁饺缦拢?/p>

Q_x＝ΔH_xm_xR_x

上式中，Qx表示各材料的生熱功率，ΔHx表示各反應(yīng)的反應(yīng)生成焓，cx表示各材料的歸一化濃度，Ax表示各材料反應(yīng)的指前因子，Ex表示各材料的活化能，Tx表示各材料反應(yīng)的實(shí)時(shí)溫度，g(x)為修正系數(shù)，x表示SEI、負(fù)極、隔膜、正極、電解液。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理-熱失控聯(lián)合仿真方法，其特征在于：在步驟S5中的所述熱管理系統(tǒng)冷卻散熱換熱公式二如下：

Q₂₂＝A₂h₂(T_p-T_l)

上式中，Q21表示電池觸發(fā)熱失控時(shí)向冷卻管路傳遞的熱量，λ表示冷卻管路的導(dǎo)熱系數(shù)，A1冷卻管路與電池的接觸面積，dT/dx表示冷卻管路在厚度方向上的溫度梯度；Q22表示冷卻管路向冷卻液傳遞的熱量，A2表示冷卻管路與冷卻液的接觸面積，Tp表示冷卻管路內(nèi)側(cè)溫度，Tl表示冷卻液溫度，h2表示電池在熱失控狀態(tài)下冷卻管路和冷卻液之間的對(duì)流換熱系數(shù)。