一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质，通过获取动力电池系统的冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，并基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，然后根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型，最后对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。通过采用本发明专利技术的实施例，能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果，从而为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供科学准确的理论指导依据。及优化提供科学准确的理论指导依据。及优化提供科学准确的理论指导依据。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及电动汽车领域，尤其涉及一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着汽车工业技术不断变革，新能源电动车在能量效率、节能环保领域占据明显优势，已成为国家汽车工业技术发展的主要方向。而动力电池是新能源电动汽车核心动力装置，在电动车
占据重要战略位置。目前，新能源电动车大多采用锂离子动力电池，而在锂离子动力电池使用和存储过程中，电池热特性对电池功率性能、循环寿命、电池热安全具有重要影响。因此，致力于研发高效可靠、低成本的动力电池热管理技术已成为新能源电动汽车产业发展进程中的关键技术之一。
[0003]动力电池冷媒直冷技术是一种新型高效的动力电池热管理技术，其充分利用电动车空调系统制冷剂以直接冷却动力电池，以获得良好的冷却性能，相对于成熟的动力电池液冷技术，新型的动力电池冷媒直冷技术不仅具有更高的冷却性能，而且占据低成本优势，已成为新能源汽车动力电池热管理技术重要发展方向，但是，对于采用冷媒直冷技术的动力电池系统，目前还没有一种温度分析方法能够获得准确的温度分析结果，导致无法为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供参考依据。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质，能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种动力电池系统的温度分析方法，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，包括以下步骤：
[0006]获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；
[0007]基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；
[0008]根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；
[0009]对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
[0010]进一步的，所述动力电池系统还包括加热膜，所述加热膜置于所述冷却板的上方；
[0011]则所述温度分析结果包括所述电池包的温度与所述动力电池系统的工作时间之间的对应关系，所述冷却板的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系，以及所述加热膜的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系。
[0012]进一步的，所述获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，具体
包括：
[0013]建立所述动力电池系统的冷媒直冷一维系统模型；其中，所述冷媒直冷一维系统模型由所述电池包的电热耦合生热模型、汽车空调系统的模型和所述冷媒直冷系统的模型组成；
[0014]根据预先获取的实车实验数据，对所述冷媒直冷一维系统模型进行标定，得到标定后的冷媒直冷一维系统模型；
[0015]基于所述标定后的冷媒直冷一维系统模型，根据预设的实车工况对所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态进行分析，得到所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数。
[0016]进一步的，所述基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，具体包括：
[0017]对预设的所述动力电池系统的几何模型进行网格划分，得到网格划分后的几何模型；
[0018]对所述网格划分后的几何模型中的各零部件赋予材料属性，得到所述动力电池系统的有限体积模型；
[0019]根据预设的所述动力电池系统的传热模型对所述动力电池系统的有限体积模型进行设置，得到所述动力电池系统的热分析模型。
[0020]进一步的，所述动力电池系统的传热模型包括气相和液相的连续方程、气相和液相的动量方程、气相和液相的能量方程以及气相和液相之间的传热方程。
[0021]进一步的，所述气相和液相之间的传热方程包括单相对流传热方程、淬火传热方程、相变传热方程和壁面传热方程；
[0022]所述单相对流传热方程具体为：
[0023]q
C
＝h
c
(T
w
‑
T
l
)(1
‑
A
b
)；
[0024]所述淬火传热方程具体为：
[0025]q
Q
＝A
b
h
Q
(T
w
‑
T
l
)；
[0026]所述相变传热方程具体为：
[0027]q
E
＝m
w
H
LG
；
[0028]所述壁面传热方程具体为：
[0029]Q
W
＝q
C
+q
Q
+q
E
；
[0030]其中，q
C
为单相对流传热量，q
Q
为淬火热流量，q
E
为蒸发热流量，Q
W
为壁面传热量，h
c
为对流换热系数，T
w
为壁面温度，T
l
为液态温度，A
b
为气泡影响因子，h
Q
为淬火传热换热系数，H
LG
为气液两相焓差，m
w
为质量流量。
[0031]进一步的，所述质量流量m
w
通过以下公式计算得到：
[0032][0033]所述气泡影响因子A
b
通过以下公式计算得到：
[0034][0035]所述气泡脱离直径d
w
通过以下公式计算得到：
[0036][0037]所述气泡脱离频率f通过以下公式计算得到：
[0038][0039]所述汽化核心密度N通过以下公式计算得到：
[0040][0041]其中，ρ
G
为气态冷媒密度，d
w
为气泡脱离直径，f为气泡脱离频率，N为汽化核心密度，a为影响因子常数，d
ref
为气泡的参考直径，T
sat
为饱和温度，T
L
为液态温度，T
redf
为气泡的参考直径，g为重力加速度，ρ
L
为液态冷媒密度，C
D
为拽力系数，N
ref
为参考汽化核心密度，T
w
为壁面温度，ΔT
refN
为参考温度，P为指数系数。
[0042]本专利技术另一实施例对应提供了一种动力电池系统的温度分析装置，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，所述装置包括：
[0043]参数获取模块，用于获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，包括以下步骤：获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。2.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述动力电池系统还包括加热膜，所述加热膜置于所述冷却板的上方；则所述温度分析结果包括所述电池包的温度与所述动力电池系统的工作时间之间的对应关系，所述冷却板的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系，以及所述加热膜的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系。3.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，具体包括：建立所述动力电池系统的冷媒直冷一维系统模型；其中，所述冷媒直冷一维系统模型由所述电池包的电热耦合生热模型、汽车空调系统的模型和所述冷媒直冷系统的模型组成；根据预先获取的实车实验数据，对所述冷媒直冷一维系统模型进行标定，得到标定后的冷媒直冷一维系统模型；基于所述标定后的冷媒直冷一维系统模型，根据预设的实车工况对所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态进行分析，得到所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数。4.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，具体包括：对预设的所述动力电池系统的几何模型进行网格划分，得到网格划分后的几何模型；对所述网格划分后的几何模型中的各零部件赋予材料属性，得到所述动力电池系统的有限体积模型；根据预设的所述动力电池系统的传热模型对所述动力电池系统的有限体积模型进行设置，得到所述动力电池系统的热分析模型。5.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述动力电池系统的传热模型包括气相和液相的连续方程、气相和液相的动量方程、气相和液相的能量方程以及气相和液相之间的传热方程。6.根据权利要求5所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述气相和液相之间的传热方程包括单相对流传热方程、淬火传热方程、相变传热方程和壁面传热方程；所述单相对流传热方程具体为：q
C
＝h
c
(T
w
‑
T
l
)(1
‑
A
b
)；
所述淬火传热方程具体为：q
Q
＝A
b
h
Q
(T
w
‑
T
l
)；所述相变传热方程具体为：q
E
＝m
w
H...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊飞，邓达泰，曾俊雄，朱林培，魏丹，李罡，
申请(专利权)人：广汽埃安新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：