原创 电池组的热分析

2011-3-30 16:34 2627 29 30 分类: 消费电子

今天听了CADFEM的一位前辈的2个小时的交流会(这是其seminar:Battery Simulation 3天版的一个摘要),主要介绍CADFEM在ANSYS下做的电池组热分析的一些工作,虽然没有拿到其PPT但是根据这个公司在网上可见的材料聊聊他们做的工作。

 

CADFEM、ZSW和Lionsmart三家受了德国ZF的资助,对(泛锂)电池进行了热方向的建模。CADFEM主要的工作,是把电池包的内部散热通 过简化的方法进行处理,这种MOR的方法,我个人没有搞太明白,应该是一种将多自由度通过处理后简化的方法。ANSYS就是做这个事情滴,由于本人没有特 别的基础,因此避过这一块。

 

MOR方面的资料,可见此链接,可谓资料丰富。

 

20110330_f1.jpg

 

此图可谓相对清晰,它们采用了三种基本的电池模型来分析问题

 

1.阻抗模型

 

2.Newsman的电池电化学方程(个人觉得对于现成的电池而言不可测)

 

3.推导的模型,由电池测试的特性测试结果,进行逆向工程得到电化学方程的20多个输入函数(个人觉得也是比较夸张的事情,持保留意见)

 

在上图中,右半部分的两个模型就是模型1和模型3。

 

左边的两个模型是一维的模型,和流体模型。为此该公司做了一个很大的铝板,然后在上头贴了99块聚合物电池:


20110330_f2.jpg


由此可以得到这样一个循环:电池工作状态=》产热=》引起电池温度状态变化=》产热变化;从而得到电学和温度的迭代反馈反应:

20110330_f3.jpg

20110330_f4.jpg

由此,这个软件就可以比较简单的估算在某个LOAD下其温度情况:

20110330_f5.jpg

20110330_f6.jpg

我对所有的处理过程都没啥可说的,唯独对于建模过程还是持保留意见的,在其说明文档中有一页:

20110330_f7.jpg


根据实验得来的,未必有很强的适用性。这点在各种不同的电池上面尤其明显。但是我从内心中敬佩这家公司,它可以为电池组的散热设计和电动车/混动车 的散热设计提供一个相对精确的快速验证方法。在这个基础上,再次进行实验后修正,可以大大节约钱和时间,这说不定是一个很好的法子。

 

参考文献:

System Level Battery Thermal Behavior Study Electro-thermal simulations for batteries Thermal and Mechanical System Simulation Effective Electrothermal Simulation for Battery Pack and Power Electronics in HEVEV

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文章评论1条评论)

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用户1699644 2013-6-27 18:36

顶顶顶

用户1043181 2013-6-8 09:05

读完这本书,长期以来被单一思想**冰封后,迎来了一缕阳光。

用户1027604 2011-4-4 21:42

很不错,我们在做基站的锂电池,可能有帮助。
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