电池模组电芯温度的快速推测方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池模组电芯温度的快速推测方法、装置、设备和介质。电池模组电芯温度的快速推测方法包括：获取电池模组结构；基于所述电池模组结构和预设区域划分规则沿气流方向将电池模组划分为多个区域，其中，所述预设区域划分规则的数量为多个；基于集中参数法计算所述电池模组的各区域的区域电芯温度；基于各区域的所述区域电芯温度确定所述电池模组的最大电芯温度；基于所述最大电芯温度确定模组区域最终划分；基于所述模组区域最终划分和所述最大电芯温度确定不同充放电倍率下充放结束时的电芯结束温度。通过采用上述方案，解决了现有方案中需要对不同的仿真模型均进行热仿真计算会耗费巨大的时间和计算机资源的问题。源的问题。源的问题。

【技术实现步骤摘要】
电池模组电芯温度的快速推测方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及电池模组的
，尤其涉及一种电池模组电芯温度的快速推测方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]随着新能源产业发展，因为储能电源产品能够在户外无电的场景下，支持电力电子设备有效作业，所以在各行业等应用广泛。基于体积小、质量轻的特征需求，大部分储能电源产品采用风冷散热，即采用风机设置于电池模组整体中央前部，送风气流沿电芯间的通道从模组前端至后端，完成模组散热。
[0003]由于目前市场上对储能电源产品在大容量、大功率方面需求愈加迫切，使得电池模组的电芯数量增大，电芯排布变更，所以需要评估不同风机布置、不同排布方式下对电芯最高温度的优化，也需要计算出能够支持电芯恰好不发生过温保护的最大可行充放电倍率。
[0004]现有方案中，通常是通过热仿真建模和计算的方法，对不同的仿真模型均进行热仿真计算，以评估不同风机布置、不同排布方式下对电芯最高温度的优化，以及计算出能够支持电芯恰好不发生过温保护的最大可行充放电倍率。但对不同仿真模型均进行热仿真计算则会耗费巨大的时间和计算机资源。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电池模组电芯温度的快速推测方法、装置、设备和介质，以解决现有方案中需要对不同的仿真模型均进行热仿真计算会耗费巨大的时间和计算机资源的问题。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种电池模组电芯温度的快速推测方法，所述电池模组电芯温度的快速推测方法包括：
[0007]获取电池模组结构；
[0008]基于所述电池模组结构和预设区域划分规则沿气流方向将电池模组划分为多个区域，其中，所述预设区域划分规则的数量为多个；
[0009]基于集中参数法计算所述电池模组的各区域的区域电芯温度；
[0010]基于各区域的所述区域电芯温度确定所述电池模组的最大电芯温度；
[0011]基于所述最大电芯温度确定模组区域最终划分；
[0012]基于所述模组区域最终划分和所述最大电芯温度确定不同充放电倍率下充放结束时的电芯结束温度。
[0013]在本专利技术的可选实施例中，所述基于所述电池模组结构和预设区域划分规则沿气流方向将电池模组划分为多个区域，其中，所述预设区域划分规则的数量为多个，包括：
[0014]基于所述电池模组结构将整列电芯划分为第一区域，所述第一区域的数量为多个；
[0015]基于所述电池模组结构将所述第一区域后方一整列电芯以及整列电芯后方一列边缘上的电芯划分为第二区域，所述第二区域的整列电芯位于y列，所述第二区域包括x个边缘电芯，不同的所述预设区域划分规则对应不同的x和y取值组合；
[0016]基于所述电池模组结构将所述第二区域后列的中央电芯划分为第三区域，所述第三区域的数量为多个；
[0017]基于所述电池模组结构将所述中央电芯同列对应的边缘电芯划分为第四区域，所述第四区域的数量为多个。
[0018]在本专利技术的可选实施例中，所述电池模组结构包括电芯行数M和电芯列数N；
[0019]，N为偶数；
[0020]，N为奇数；
[0021]。
[0022]在本专利技术的可选实施例中，所述电池模组结构包括电芯直径，所述基于集中参数法计算所述电池模组的各区域的区域电芯温度，包括：
[0023]建立来流气流温度、流出气流温度、区域电芯温度与对数平均温差的对数平均温差关系式作为第一关系式；
[0024]建立对流换热系数、换热面积、所述对数平均温差与气流比热容、气流质量流量、所述来流气流温度、所述流出气流温度的换热方程；
[0025]基于所述第一关系式和所述换热方程确定所述来流气流温度、所述流出气流温度、所述区域电芯温度和所述对流换热系数、所述换热面积、所述气流比热容、所述气流质量流量的第二关系式；
[0026]建立所述对流换热系数、电芯直径、所述对数平均温差与电芯发热功耗的第三关系式；
[0027]基于所述第一关系式、所述第二关系式和所述第三关系式确定所述流出气流温度和所述区域电芯温度；
[0028]基于集中参数法将所述流出气流温度作为下一区域的所述来流气流温度计算下一区域的所述区域电芯温度和所述流出气流温度，直至计算出各区域的所述区域电芯温度。
[0029]在本专利技术的可选实施例中，所述第一关系式为：；其中，i表示区域序号，为来流气流温度，为流出气流温度，为区域电芯温度，为对数平均温差；
[0030]所述换热方程为：，其中，h
为对流换热系数、A为换热面积、为气流比热容、为气流质量流量；
[0031]相应的，所述基于所述第一关系式和所述换热方程确定所述来流气流温度、所述流出气流温度、所述区域电芯温度和所述对流换热系数、所述换热面积、所述气流比热容、所述气流质量流量的第二关系式，包括：
[0032]将所述第一关系式代入所述换热方程得到第二关系式，所述第二关系式为：；
[0033]所述第三关系式为，其中，D为电芯直径、q为电芯发热功耗。
[0034]在本专利技术的可选实施例中，所述基于所述第一关系式、所述第二关系式和所述第三关系式确定所述流出气流温度和所述区域电芯温度之前，还包括：
[0035]建立所述电芯发热功耗、时间和所述区域电芯温度的第四关系式；
[0036]基于发热功耗系数通过第五关系式确定电芯发热功耗时均值；
[0037]将所述电芯发热功耗时均值确定为所述第三关系式中的电芯发热功耗；
[0038]其中，所述第四关系式为：；
[0039]为所述区域电芯温度，t为时间；
[0040]所述第五关系式为：；
[0041]其中，为电芯发热功耗时均值，为发热功耗系数，C为电池容量，I为充放电电流。
[0042]在本专利技术的可选实施例中，所述快速推测方法还包括以下至少一项：
[0043]所述第一区域的发热功耗系数为1；
[0044]所述第二区域的发热功耗系数为1；
[0045]所述第三区域的发热功耗系数为0.9；
[0046]和/或，所述第四区域的发热功耗系数为0.6。
[0047]在本专利技术的可选实施例中，所述电池模组结构包括区域电芯个数和电芯高度，所述基于所述第一关系式、所述第二关系式和所述第三关系式确定所述流出气流温度和所述区域电芯温度之前，还包括：
[0048]基于区域电芯个数、所述电芯直径和电芯高度通过第六关系式计算换热面积；
[0049]其中，所述第六关系式为：，其中，为区域电芯个数，D为电芯直径，H为电芯高度，A为换热面积。
[0050]在本专利技术的可选实施例中，所述基于区域电芯个数、所述电芯直径和电芯高度通过第六关系式计算换热面积之后，还包括：
[0051]基于所述换热面积确定气流流量；
[0052]基于流量折算系数、气流密度和所述气流流量通过第七关系式确定气流质量流量；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，包括：获取电池模组结构；基于所述电池模组结构和预设区域划分规则沿气流方向将电池模组划分为多个区域，其中，所述预设区域划分规则的数量为多个；基于集中参数法计算所述电池模组的各区域的区域电芯温度；基于各区域的所述区域电芯温度确定所述电池模组的最大电芯温度；基于所述最大电芯温度确定模组区域最终划分；基于所述模组区域最终划分和所述最大电芯温度确定不同充放电倍率下充放结束时的电芯结束温度。2.根据权利要求1所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述基于所述电池模组结构和预设区域划分规则沿气流方向将电池模组划分为多个区域，其中，所述预设区域划分规则的数量为多个，包括：基于所述电池模组结构将整列电芯划分为第一区域，所述第一区域的数量为多个；基于所述电池模组结构将所述第一区域后方一整列电芯以及整列电芯后方一列边缘上的电芯划分为第二区域，所述第二区域的整列电芯位于y列，所述第二区域包括x个边缘电芯，不同的所述预设区域划分规则对应不同的x和y取值组合；基于所述电池模组结构将所述第二区域后列的中央电芯划分为第三区域，所述第三区域的数量为多个；基于所述电池模组结构将所述中央电芯同列对应的边缘电芯划分为第四区域，所述第四区域的数量为多个。3.根据权利要求2所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述电池模组结构包括电芯行数M和电芯列数N；，N为偶数；，N为奇数；。4.根据权利要求2所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，所述电池模组结构包括电芯直径，其特征在于，所述基于集中参数法计算所述电池模组的各区域的区域电芯温度，包括：建立来流气流温度、流出气流温度、区域电芯温度与对数平均温差的对数平均温差关系式作为第一关系式；建立对流换热系数、换热面积、所述对数平均温差与气流比热容、气流质量流量、所述来流气流温度、所述流出气流温度的换热方程；基于所述第一关系式和所述换热方程确定所述来流气流温度、所述流出气流温度、所述区域电芯温度和所述对流换热系数、所述换热面积、所述气流比热容、所述气流质量流量的第二关系式；
建立所述对流换热系数、电芯直径、所述对数平均温差与电芯发热功耗的第三关系式；基于所述第一关系式、所述第二关系式和所述第三关系式确定所述流出气流温度和所述区域电芯温度；基于集中参数法将所述流出气流温度作为下一区域的所述来流气流温度计算下一区域的所述区域电芯温度和所述流出气流温度，直至计算出各区域的所述区域电芯温度。5.根据权利要求4所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述第一关系式为：；其中，i表示区域序号，为来流气流温度，为流出气流温度，为区域电芯温度，为对数平均温差；所述换热方程为：，其中，h为对流换热系数、A为换热面积、为气流比热容、为气流质量流量；相应的，所述基于所述第一关系式和所述换热方程确定所述来流气流温度、所述流出气流温度、所述区域电芯温度和所述对流换热系数、所述换热面积、所述气流比热容、所述气流质量流量的第二关系式，包括：将所述第一关系式代入所述换热方程得到第二关系式，所述第二关系式为：；所述第三关系式为，其中，D为电芯直径、q为电芯发热功耗。6.根据权利要求5所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述基于所述第一关系式、所述第二关系式和所述第三关系式确定所述流出气流温度和所述区域电芯温度之前，还包括：建立所述电芯发热功耗、时间和所述区域电芯温度的第四关系式；基于发热功耗系数通过第五关系式确定电芯发热功耗时均值；将所述电芯发热功耗时均值确定为所述第三关系式中的电芯发热功耗；其中，所述第四关系式为：；为所述区域电芯温度，t为时间；所述第五关系式为：；其中，为电芯发热功耗时均值，为发热功耗系数，C为电池容量，I为充放电电流。7.根据权利要求6所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述快速推
测方法还包括以下至少一项：所述第一区域的发热功耗系数为1；所述第二区域的发热功耗系数为1；所述第三区域的发热功耗系数为0.9；和/或，所述第四区域的发热功耗系数为0.6。8.根据权利要求4所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述电池模组结构包括区域电芯个数和电芯高度，所述基于所述第一关系式、所述第二关系式和所述第三关系式确定所述流出气流温度和所述区域电芯温度之前，还包括：基于区域电芯个数、所述电芯直径和电芯高度通过第六关系式计算换热面积；其中，所述第六关系式为：，其中，为区域电芯个数，D为电芯直径，H为电芯高度，A为换热面积。9.根据权利要求8所述的电池模组电芯温度的快速推测方法，其特征在于，所述基于区域电芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶豪，赵红亮，沈高松，骆飞燕，
申请(专利权)人：深圳市华宝新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：