如何解决电池热管理仿真电池热源随着SOC和温度变化

文摘   汽车   2024-10-11 07:31   江苏  
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     随着新能源产业的发展,人们对电池包的安全性和充放电性能要求越来越高,电池包向着高能量密度和大倍率充电的方向发展。为了更精确的评估电池热管理性能,热管理的工况越来越复杂,如何把复杂的工况条件转化为仿真输入的边界条件是热管理仿真工程师的一个巨大的挑战,目前基础的软件设置已经满足不了常规的热管理工况,需要结合软件的函数控制和简单编程语言才能实现。

  • 热管理复杂工况


工况

工况策略

目标

常温map快充

环境25℃,电池包初始25℃冷却液流量18L/min321.9g/s),全程液冷;最大制冷功率6kW(温差5.7),进口目标水温18℃

按充电MAP将实际SOC10%充电至80%

最高温度≤55℃,最大温差≤5℃

高温map快充+


WLTC放电

环境40℃,电池包初始40℃

MAP 快充SOC30% to SOC80%冷却液流量18L/min全程液冷;最大制冷功率6kW,进口目标水温20℃

初始SOC80,运行 WLTP工况 至 SOC50%

快充+高速行车(恒功率放电)循环

环境25℃,电池包初始25℃

MAP 快充SOC30% to SOC80%冷却液流量18L/min全程液冷;最大制冷功率6kW,进口目标水温18℃

85kW放电SOC80% to SOC30%,冷却液流量18L/min,冷却策略:流量18L/min38开启冷却,35℃关闭冷却

低温加热+map快充

环境-20℃,电池包初始-20℃

冷却液流量18L/min,最大加热功率5kW(4.7),加热进口目标水温40℃加热至0℃开始快充,加热至10℃停止加热。

按充电MAP将实际SOC10%充电至80%流量18L/min,冷却策略:30开启冷却,25℃关闭冷却,最大制冷功率3.5kW(3.3),冷却进口目标水温18℃

  • 工况分析:


Ø边界条件

环境25℃,电池包初始25℃

冷却液流量18L/min38开启冷却,35℃关闭冷却

最大制冷功率6kW,进口目标水温18℃

map快充,SOC20%SOC80%

WLTP工况放电

85KW恒功率放电

加热功率5kW,加热进口目标水温40℃

Ø停止条件

SOC80%停止充电

SOC30%停止放电

加热至0℃停止加热

Ø输出数据

电芯SOC-OCV数据

电芯10S/30S/60SDCR随着SOC和温度变化的MAP数据

电芯充电电流MAP数据

输出数据

液冷系统进出口的温度曲线

液冷系统进口流量变化曲线

电芯的发热量随着soc和温度变化曲线

电池的内阻DCR随着soc和温度变化曲线

SOC随时间变化曲线

电流变化曲线

温度监测点变化曲线

工况计算成果展示:

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